NASA картографирует влияние почвенных питательных веществ на продуктивность растений

Новый анализ, проведенный Лабораторией реактивного движения NASA (JPL) в Пасадене, Калифорния, позволил оценить, насколько рост растений по всему миру ограничен количеством питательных веществ, доступных в почве. Созданные в ходе исследования карты будут особенно полезны для оценки того, какой объем углекислого газа экосистемы Земли смогут поглотить по мере роста уровня парниковых газов.

Исследовательская группа под руководством научного сотрудника JPL Джоша Фишера использовала 19 лет данных со спутников NASA, Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) и международных миссий, чтобы оценить максимально возможный рост растительности по всему миру в зависимости от доступности воды и света. Затем ученые сравнили этот потенциальный максимум с наблюдаемой продуктивностью растительности, измеренной спутниками. Такой анализ проведен впервые.

Карта, недавно опубликованная в журнале Global Biogeochemical Cycles, показывает районы, где продуктивность растительности была ниже потенциального максимума, что позволяет сделать вывод о лимитирующем влиянии доступных почвенных питательных веществ в этих местах. Результаты исследования были проверены с использованием наземных измерений содержания питательных веществ и продуктивности растительности на валидационных участках на Гавайях.

«На Земле много регионов, где растительность не может достичь оптимальной продуктивности из-за нехватки питательных веществ, таких как азот или фосфор, — сказал Фишер. — Это снижает глобальную продуктивность растительности почти на четверть по сравнению с растительностью на полностью плодородной Земле».

По словам Фишера, исследование ценно для изучения глобального углеродного цикла. Большинство современных глобальных моделей углеродного цикла не учитывают круговорот питательных веществ, поэтому ожидается, что наземная биосфера будет поглощать все больше атмосферного CO₂. Новый подход позволяет оценить работу глобальных углеродных моделей, которые включают круговорот питательных веществ, и убедиться, что они точно отражают влияние их дефицита на рост растений.

Команда обнаружила, что тропические леса более ограничены питательными веществами, чем бореальные леса, хотя диапазон содержания питательных веществ в бореальных лесах оказался значительно шире. Леса Северной Америки были более ограничены, чем леса Евразии. Саванны, луга и кустарниковые сообщества имели наименьшее количество питательных веществ, а сельскохозяйственные угодья — наибольшее.