Повышение уровня углекислого газа в атмосфере также ускоряет потерю углерода из лесных почв: исследование

Новое исследование под руководством биолога из Университета Индианы показало, что повышенный уровень атмосферного CO₂ ускоряет цикл углерода и потерю углерода из почв в лесах. Эти данные подтверждают формирующуюся точку зрения, что хотя леса поглощают значительное количество углекислого газа из атмосферы, большая часть углерода запасается в живой древесной биомассе, а не в виде мертвого органического вещества в почвах.

Ричард П. Филлипс, ведущий автор статьи, отметил, что их результаты показывают: хотя деревья поглощают больше CO₂, и больше углерода поступает к корням и грибам для получения питательных веществ, в почве он почти не накапливается, поскольку также ускоряется разложение детрита корней и грибов. Углерод, запасенный в почвах, а не в древесине, более стабилен и может быть "законсервирован" на сотни и тысячи лет.

Исследование проводилось на экспериментальной площадке FACE в лесу Дьюка (Северная Каролина), где зрелые сосны лоблолли в течение 14 лет подвергались воздействию повышенного уровня CO₂. Ученые использовали мешки с меченой почвой, чтобы рассчитать возраст углерода, циркулирующего в почве. Авторы также сообщают об ускорении цикла азота в этом лесу из-за возросшей потребности деревьев и микробов в питательных веществах.

"Рост деревьев на этом участке ограничен доступностью азота, поэтому логично, что деревья используют "дополнительный" углерод, чтобы стимулировать микробов к высвобождению азота из органического вещества", — пояснил Филлипс. Удивительно, что деревья получают значительную часть азота за счет разложения детрита корней и грибов возрастом менее года.

Двойной эффект — приминг микробов (стимуляция разложения старого почвенного органического вещества за счет нового углерода) и более быстрый оборот недавно фиксированного углерода корней и грибов — объясняет наблюдаемое быстрое циклирование углерода и азота. Исследователи называют эту концепцию гипотезой RAMP (Rhizo-Accelerated Mineralization and Priming), согласно которой изменения в скорости микробной переработки углерода и азота, вызванные корнями, играют ключевую роль в долгосрочных реакциях экосистем на глобальные изменения.

"Большинство моделей экосистем слабо учитывают роль корней и не включают такие процессы, как приминг. Наши результаты показывают, что взаимодействие корней и почвенных микробов играет недооцененную роль", — заключил Филлипс. Включение этих процессов в модели должно улучшить прогнозы долгосрочного хранения углерода в лесах в условиях глобальных изменений.