Новое исследование раскрывает тайны глубокого почвенного углерода

Микроорганизмы, испытывающие дефицит энергии, могут быть причиной накопления огромных объемов углерода в глубоких слоях почвы, согласно исследованию Дартмутского колледжа. Учёные выяснили, что меньшая доступность пищевой энергии на глубине затрудняет разложение отложений органического углерода, создавая подземное хранилище для этого дестабилизирующего климат химического элемента.

Исследование, опубликованное в Soil Biology and Biochemistry, описывает условия, определяющие, будет ли глубокая почва служить источником или поглотителем углерода. Судьба глубокого почвенного углерода имеет большое значение для изучения изменения климата. По оценкам, в почве хранится 2400 гигатонн углерода, причем две трети из них находятся ниже глубины 20 см. Один только глубокий почвенный углерод примерно вдвое превышает количество углерода в форме CO₂ в атмосфере Земли.

Команда инкубировала корни на глубинах от 15 до 95 см в 80-летнем хвойном лесу в предгорьях Сьерра-Невады в Калифорнии. Потеря углерода из корневого опада в первые шесть месяцев была схожей на всех глубинах. Однако через 30 месяцев потеря углерода на больших глубинах была значительно медленнее. Учёные предполагают, что причиной более медленного разложения может быть меньшее количество энергии, легко доступной микробам в форме растворенного углерода.

«Живые тонкие корни поставляют в почву субстраты, которые для микробов — как конфеты. Недостаток этого источника энергии на глубине лишает микробов энергии, необходимой для эффективного разложения мертвых корней», — сказала Кейтлин Хикс Прис, доцент биологии в Дартмуте.

Исследование также использовало модель CORPSE, разработанную в Принстонском университете и Калифорнийском университете в Мерседе. Модель показала, что разложение происходит относительно быстро, когда доступна пищевая энергия, но без внешнего источника энергии микробы на глубине теряют способность разлагать корни.

Результаты позволяют понять, как изменение климатических условий может повлиять на судьбу глубокого почвенного углерода. Например, увеличение количества осадков может транспортировать больше энергии в форме растворенного органического углерода в глубокие почвы и привести к высвобождению большего количества углерода в атмосферу.

«Нас должно это беспокоить, потому что по мере потепления этот глубокий почвенный органический углерод может высвобождаться в виде диоксида углерода, создавая положительную обратную связь для изменения климата», — заключила Хикс Прис.