Исследователи оценивают последствия мира, перегруженного азотом
Человечество оказывает влияние на экосистемы Земли, и это не только истощение ресурсов и потепление планеты. Теперь к "следам" человеческой деятельности можно добавить и чрезмерное изобилие азота. Остаётся лишь вопрос, насколько серьёзными окажутся последствия.
В статье-перспективе в текущем выпуске журнала Science (16 декабря 2011 года) исследователь из Университета штата Аризона Джеймс Элсер описывает недавние открытия, касающиеся роста количества доступного азота на Земле. В материале "Мир, перегруженный азотом" лимнолог Элсер комментирует новое исследование, показывающее, что нарушение азотного баланса планеты началось на заре индустриальной эры и было усилено разработкой процесса Габера-Боша для производства богатых азотом удобрений. До этого времени азот, являющийся важнейшим строительным блоком жизни на Земле и основным, но инертным компонентом её атмосферы, циркулировал на низком, но сбалансированном уровне на протяжении тысячелетий. Этот баланс был нарушен около 1895 года.
"Люди более чем вдвое увеличили скорость поступления азота в глобальные экосистемы по сравнению с доиндустриальным периодом и изменили количество циркулирующего фосфора (который, как и азот, является ключевым лимитирующим элементом для сельскохозяйственных культур и других растений) примерно на 400% из-за его добычи для производства удобрений", — заявил Элсер. Последствия были немедленными и повсеместными.
Комментируя важное новое открытие в Science, сделанное Г.У. Холтгривом и коллегами, Элсер отметил, что признаки "нового азота" появились во всех регионах Северного полушария удивительно согласованно, начиная примерно с 1895 года, одновременно с ускорением сжигания ископаемого топлива и крупномасштабного сжигания биомассы по всему миру. Ещё один значительный скачок произошёл около 1970 года, что совпало с резким увеличением промышленной фиксации азота для производства удобрений в начале "Зелёной революции". Последствия высоких поступлений азота "были немедленными, и ни одно место в Северном полушарии — даже самые высокие районы Арктики — не было в безопасности", — констатировал Элсер.
Одно из последствий увеличения поступления азота можно наблюдать во внутренних водоёмах, таких как озёра, водохранилища и реки. "Поступление азота в озёра приводит к тому, что фитопланктон (основа пищевой цепи) имеет низкое содержание важного питательного вещества — фосфора", — пояснил Элсер. "Это что-то вроде 'нездоровой пищи' для животных, которые питаются фитопланктоном. Такие эффекты, вероятно, распространятся вверх по пищевой цепи".
"В целом, изменения в режиме питательных веществ (из-за антропогенного ускорения циклов азота и фосфора) вызывают различные проблемы, но особенно ухудшение качества воды, состояния водных ресурсов и деградацию прибрежных морских рыбных промыслов ('мёртвые зоны')", — добавил учёный. "В США консервативные оценки показывают, что чрезмерное обогащение внутренних вод питательными веществами обходится примерно в 2,7 миллиарда долларов ежегодно из-за негативного воздействия на рекреационное использование водоёмов, стоимость недвижимости на береговой линии, расходы на восстановление видов, находящихся под угрозой исчезновения, и обеспечение питьевой водой".
В более долгосрочной перспективе последствия могут стать более красноречивым свидетельством о самом человечестве, считает Элсер. "То, окажутся ли такие сигналы мимолётной вспышкой в стратиграфической летописи или устойчивым сдвигом, длящимся тысячелетия, со временем может быть расценено как показатель успеха или провала человечества в достижении планетарной устойчивости", — заключил он.