Арктическое потепление дало обратный эффект: вместо бурного роста растений — истощенные почвы

Новое исследование, опубликованное в авторитетном научном журнале Global Change Biology, раскрывает неожиданный механизм, угрожающий растительности северных широт. Команда ученых под руководством Сары Мараньон-Хименес из Центра экологических исследований и лесных приложений в Испании обнаружила, что при повышении температуры почвы субарктические микроорганизмы меняют свой метаболизм, начиная активно накапливать азот внутри своих клеток, вместо того чтобы высвобождать его в почву. Это создает дефицит питательных веществ для растений и может существенно снизить способность северных экосистем поглощать углерод.

Исследование проводилось в уникальной природной зоне вблизи города Хверагерди (Hveragerði) на юго-западе Исландии. Из-за геотермальной активности температура почвы здесь варьируется естественным образом, создавая градиенты, где участки земли нагреты на 0,5-40°C выше температуры окружающей среды. Это позволило ученым смоделировать сценарии долгосрочного глобального потепления и наблюдать за реакцией экосистемы в реальных условиях, а не в искусственных лабораториях.

Традиционно считалось, что почвенные микробы играют роль «поставщиков», перерабатывая органику и высвобождая азот в формах, доступных для корневой системы трав и кустарников (процесс минерализации). Однако данные, полученные в ходе экспериментов с использованием стабильных изотопов, показали обратное.

В условиях нагретой почвы метаболизм бактерий ускоряется, требуя больше ресурсов для поддержания собственной жизнедеятельности. В результате микроорганизмы переходят в режим «экономии», удерживая азот для собственного роста и размножения (иммобилизации). Исследование зафиксировало, что микробы начинают интенсивнее перерабатывать азот внутри своих сообществ, резко сокращая его утечку во внешнюю среду.

Для субарктической флоры это означает наступление «голодного пайка» ведь азот является ключевым элементом, ограничивающим рост растений в высоких широтах. Когда микробы выигрывают конкуренцию за этот ресурс, биомасса растений сокращается.

Данное открытие ставит под сомнение существующие климатические модели. Ранее предполагалось, что потепление ускорит рост растений в Арктике, что поможет компенсировать выбросы CO2. Однако, если растения будут лишены азота из-за микробной конкуренции, их способность связывать атмосферный углерод окажется значительно ниже прогнозируемой. Таким образом, вместо «зеленого щита» против изменения климата, северные луга могут стать менее продуктивными, ускоряя глобальные процессы потепления.

Источник: livescience.com