Глобальные затраты углерода растениями на усвоение азота превышают выбросы от лесных пожаров

Исследователи под руководством профессора Лю Сюэяня из Института геохимии Китайской академии наук разработали новую модель процесса изотопов азота в системе растение-почва. Она позволила количественно оценить вклад трёх форм азота (нитрата, аммония и растворённого органического азота) в общий азот наземных растений в глобальном масштабе.

С помощью этой модели, а также глобальных данных о соотношении углерода к азоту (C/N) у растений и валовой первичной продуктивности (GPP), учёные оценили, что валовые затраты углерода на ассимиляцию азота глобальной наземной растительностью составляют 208 ± 12 тераграмм углерода в год (Tg-C/год). Эта цифра превышает годовые выбросы углерода от лесных пожаров и деградации лесов (155 Tg-C/год) и сопоставима с величиной секвестрации углерода лесами, вызванной атмосферными азотными депозитами.

Ранее исследования в основном фокусировались на положительном влиянии азота на рост растений и секвестрацию углерода, в то время как метаболические затраты углерода на усвоение азота растениями не были всесторонне оценены. Это был своего рода «слепой пятном» в исследованиях наземного углеродного цикла. Новое исследование подчёркивает, что эти скрытые углеродные расходы необходимо учитывать в балансе углерода.

Моделирование вклада различных источников азота при сценарии потепления на 2.0°C показало, что в таких условиях общие затраты углерода на ассимиляцию азота глобальной растительностью достигнут 249 ± 15 Tg-C/год. Это означает увеличение в среднем на 47% (41 ± 19 Tg C) по сравнению с текущим уровнем. Регионально рост составит 9% в тропиках, 62% в умеренных широтах и 105% в бореальных зонах. Потепление усиливает доступность неорганического азота в почве, но и повышает связанные с его усвоением метаболические затраты углерода, частично компенсируя углерод, полученный в процессе фотосинтеза.