Изменение климата вызывает экспансию кустарников и деревьев на север в Субарктике

В северной Скандинавии кустарники расширяются в тундру, где фиксация азота из воздуха в основном осуществляется цианобактериями, ассоциированными со мхами. Новое исследование показывает, что по мере того, как более высокие кустарники продвигаются в тундру, питательные вещества из опадающей листвы будут либо стимулировать, либо снижать фиксацию азота, в зависимости от того, какой вид кустарника доминирует. Результаты работы ученых Катрин Роуск и Андерса Микельсена из Центра по изучению вечной мерзлоты и Департамента биологии Копенгагенского университета опубликованы в журнале Global Change Biology.

Мхи в субарктической тундре колонизированы бактериями, фиксирующими атмосферный азот (N₂), и вместе они могут обеспечивать до 50% от общего поступления азота в экосистему. Чтобы предсказать роль этой фиксации в условиях потепления климата, исследователи использовали данные полевого эксперимента в северной Швеции, где изменение климата моделировалось с помощью открытых камер для повышения температуры воздуха и почвы, а также с добавлением подстилки из ивы и карликовой березы.

Результаты показали, что фиксация азота была наивысшей в прогретых камерах и на участках с добавлением подстилки из березы (около 3 кг N га⁻¹ год⁻¹), в то время как добавление подстилки ивы приводило к снижению скорости фиксации N₂ (менее 2 кг N га⁻¹ год⁻¹). Как объясняет доцент Катрин Роуск, потепление приведет к увеличению скорости фиксации азота мхами, а последствия дальнейшего распространения кустарников будут зависеть от доминирующего вида: экспансия ивы, вероятно, ограничит поступление азота, тогда как преобладание карликовой березы увеличит фиксацию N₂ и, следовательно, снабжение экосистемы азотом.

Изменения в фиксации азота из-за глобального потепления повлияют на его поступление в арктические экосистемы, что имеет значительные последствия для роста растений, поскольку азот является важнейшим питательным веществом, доступным там в ограниченном количестве, и влияет на углеродный баланс.