Углеродный и азотный циклы взаимодействуют со сдвигами растительности

Новое исследование под руководством Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) показало, как взаимодействие динамической растительности и азотного цикла определяет способность растений усиливать или ослаблять рост концентрации CO₂ в атмосфере. Учёные интегрировали в модель земной системы сложную роль экосистем в этом процессе.

Исследование важно для точного прогнозирования климата, поскольку наземные экосистемы играют ключевую роль в углеродном цикле. Повышение уровня CO₂ усиливает фотосинтез (отрицательная обратная связь), но также ведёт к потеплению, что вызывает тепловой стресс у растений и ускоряет разложение органики, выбрасывая больше CO₂ (положительная обратная связь). Азотный цикл вносит коррективы: ускоренное разложение делает больше азота доступным для растений, помогая им поглощать больше CO₂. Сила этой отрицательной обратной связи зависит от способности типа растительности смещаться при изменениях среды, так как разные растения требуют разного количества азота.

Учёные использовали глобальную модель Community Land Model версии 4, способную имитировать изменение растительного покрова в ответ на климат и азотный цикл. Серия симуляций показала, что углеродный цикл по-разному реагирует на потепление и рост CO₂ в зависимости от учёта динамической растительности. Анализ также выявил, что ошибки в моделировании растительного покрова, особенно в тропиках и субтропиках, могут распространяться на более широкие масштабы через взаимодействие с азотным циклом.