Исследование объясняет медленный круговорот питательных веществ в арктических почвах
Учёные из Университета Умео (Швеция), Германии и Финляндии обнаружили новый механизм, объясняющий медленный цикл питательных веществ в арктических почвах. Отсутствие дождевых червей может объяснить, почему арктические растения испытывают дефицит азота. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Высвобождение питательных веществ из растительного опада и их оборот в арктических почвах происходят очень медленно, что в значительной степени ограничивает рост тундровой растительности. Распространённость азотного лимита в Арктике долгое время объяснялась холодным климатом, замедляющим деятельность организмов-деструкторов.
Новое исследование Центра изучения климатических воздействий Университета Умео выявило ранее недооценённый механизм: высвобождение азота из почвы для растений в значительной степени ограничено отсутствием крупных почвенных животных, таких как дождевые черви. Эти животные измельчают растительный опад и перемещают его глубже в почву, где он легче перерабатывается другими организмами. Это значительно ускоряет скорость разложения и повышает высвобождение азота.
«То, что можно увеличить высвобождение азота из разлагающейся почвы без повышения температуры, концептуально важно, так как меняет способ прогнозирования будущих изменений окружающей среды в тундре», — говорит доцент Йонатан Кламиндер, ведущий автор исследования.
Исследование показывает, что добавление новых видов дождевых червей в арктическую почву усиливает разложение органического вещества и резко увеличивает поглощение азота растениями, что влияет на их рост.
«Внесение дождевых червей в почвы, где их раньше не было, можно сравнить с эффектом от первого использования шаровой дробилки на месте сноса дома — вы резко увеличиваете скорость разрушения материала», — отмечает доцент Йохан Олофссон, соавтор работы.
Авторы наблюдали, как у некоторых растений длина побегов и корней удвоилась. Наблюдаемые эффекты на всё растительное сообщество с точки зрения поглощения азота и продуктивности были больше, чем ранее наблюдаемые эффекты от потепления климата, внесения удобрений и выпаса.
«Тот факт, что мы видим большие эффекты от внесения червей в почву, чем от повышения температуры и удобрений, подчёркивает важность почвенной фауны для будущего арктических экосистем», — говорит доцент Эвелин Краб из Шведского университета сельскохозяйственных наук.
Исследование указывает, что деятельность человека, способствующая интродукции чужеродной почвенной фауны (например, сельское хозяйство, садоводство, рыбалка с живой наживкой), необходимо учитывать наряду с изменением климата при прогнозировании изменений экосистем тундры в предстоящем столетии.