Изменение климата и потеря азота угрожают растительной жизни в засушливых пустынных почвах

Растительность пустыни Мохаве, такой как характерный для неё вид — юкка коротколистная (Joshua tree), сталкивается с новыми вызовами. По мере потепления климата Земли засушливые почвы теряют больше азота, что может привести к ещё большему сокращению и без того скудной растительности в пустынях. К такому выводу пришли исследователи, впервые обнаружившие механизм, объясняющий баланс азота в этих экосистемах: при высоких температурах азот улетучивается из почвы в виде газа. Результаты опубликованы в журнале Science.

Доступный азот является вторым по значимости после воды фактором, ограничивающим биологическую активность в засушливых экосистемах. Экологи Джед Спаркс и Кармоди ("Кэрри") МакКэли из Корнеллского университета установили, что небиологические (абиотические) процессы играют ключевую роль в потере азота из почвы в атмосферу. В полевых экспериментах в пустыне Мохаве и лабораторных условиях они измерили с помощью сверхчувствительных приборов более 25 различных соединений азота, выделяющихся из почвы. Оказалось, что при температуре 40–50 °C наблюдается быстрый рост эмиссии газов независимо от освещения, а дневная температура почвы в Мохаве часто превышает 65 °C.

Это открытие полностью меняет представления о динамике азота в пустынных экосистемах. Как отмечает Кэрри МакКэли, дальнейшее повышение температуры и изменение режима осадков из-за изменения климата могут усилить потери азота, сделав почвы ещё менее плодородными. Даже если в пустынных районах увеличится количество летних осадков, сочетание воды и высокой температуры лишь ускорит утечку азота. "Мы на траектории, при которой растительность в засушливых экосистемах может перестать процветать", — сказала учёный.

Исследователи подчёркивают, что большинство климатических моделей используют алгоритмы, учитывающие только биологические факторы для прогнозирования выделения азота из почв. Теперь эти модели необходимо скорректировать, чтобы учесть абиотические воздействия. Поскольку пустыни занимают 35–40% поверхности суши, а засушливые и полузасушливые земли — наиболее вероятные районы для новых поселений, вопросы качества воздуха, потери плодородия почв и дальнейшего опустынивания требуют внимания по мере потепления климата.