Более теплые почвы выделяют дополнительный CO₂ в атмосферу; эффект стабилизируется в долгосрочной перспективе

Новое исследование в журнале Nature Climate Change показывает, что потепление из-за изменения климата может привести к выделению почвами дополнительного углерода в атмосферу, усиливая потепление, однако этот эффект ослабевает в долгосрочной перспективе. Работа под руководством профессора Университета Нью-Гэмпшира Сериты Фрей, выполненная совместно с коллегами из Калифорнийского университета в Дэвисе и Морской биологической лаборатории, проливает новый свет на реакцию почвенных микроорганизмов на температуру и может улучшить прогнозы влияния потепления климата на поток CO₂ из почв.

Почвенные микроорганизмы ежегодно выделяют в 10 раз больше углекислого газа, чем человеческая деятельность. Исторически этот выброс уравновешивался поглощением CO₂ растениями из атмосферы, но деятельность человека потенциально нарушает этот баланс.

Исследователи изучили, как повышение температуры может изменить количество углерода, выделяемого из почв. Они измерили эффективность использования углерода почвенными организмами — то, насколько полно они используют пищевые ресурсы — в зависимости от источника пищи и температуры в двух сценариях. В краткосрочном сценарии было обнаружено, что потепление мало влияет на способность почв утилизировать глюкозу (простой источник пищи), но для более сложного источника — фенола — эффективность при более высоких температурах упала на 60%. Это означает, что микроорганизмы выделяли больше CO₂ в атмосферу.

Однако этот эффект уменьшился во втором сценарии, где почвы прогревались на 5°C выше фоновой температуры в течение 18 лет. Долгосрочное потепление привело к изменению микробного сообщества, сделав его более эффективным, что ослабило количество выделяемого почвой CO₂ и, следовательно, его влияние на климат. Исследователи предполагают, что причиной могут быть адаптация организмов, изменение видового состава или доступности питательных веществ.

Кроме того, команда обнаружила, что изменение эффективности использования углерода, наблюдаемое в экспериментах, оказывает большое влияние на долгосрочное хранение углерода в почвах в прогнозах экосистемных моделей. «Существует явная необходимость в новых моделях, которые включают параметр эффективности, способный колебаться в ответ на температуру и другие переменные среды», — отмечает соавтор Йохан Сикс. Исследование проводилось на базе долговременного экологического исследовательского участка Гарвардского леса в Массачусетсе.