Деревья, играющие важную роль в борьбе с изменением климата, могут вести себя не так, как предполагалось, при росте концентрации углекислого газа в атмосфере. Новое исследование, опубликованное в Science Advances, раскрывает неожиданные нюансы того, как дубовые леса реагируют на повышенный уровень CO₂ и управляют запасами азота — одного из ключевых питательных веществ для растений. Работа выполнена специалистами проекта BIFoR FACE при Бирмингемском университете (Великобритания).
В ходе шестилетнего эксперимента ученые наблюдали за почти 180‑летним дубовым лесом, моделируя уровень углекислого газа, который ожидается в 2050‑х годах и позднее. Результаты показали, что в таких условиях процессы азотного цикла в почве активизируются примерно на 30%. При этом деревья не начинают «жадно» потреблять больше азота, а выстраивают иной механизм снабжения: с помощью корневых выделений они стимулируют почвенные микроорганизмы расщеплять органические вещества и высвобождать азот, ранее недоступный для растений.
Высвобождение азота из органических веществ почвы может привести к его потере в виде газа или жидкого раствора. Удивительно, но исследование показало, что экосистема с высоким содержанием CO₂ более эффективно и бережно сохраняет азот, создавая «более быстрый, но более замкнутый» азотный цикл
Такой «замкнутый» цикл достигается за счет перестройки работы почвенных микробов: они активнее поставляют азот к корням деревьев, одновременно снижая долю процессов, ведущих к утрате этого элемента из экосистемы. По словам старшего автора работы профессора Сами Уллы из команды BIFoR, именно изменения в поведении микробиологического сообщества лежат в основе этого эффекта.
Однако исследователи подчеркивают, что у такого механизма есть пределы. Активизация круговорота азота зависит от запасов этого элемента в органическом веществе почвы, которые не безграничны. Долгосрочная интенсификация процессов может привести к истощению этих резервов. Дополнительным фактором риска становится снижение поступления азота из внешних источников, например, из‑за сокращения уровня загрязнений в Великобритании и других странах.
Исследование является частью масштабной программы BIFoR FACE, включающей больше 40 работ по изучению влияния повышенного CO₂ на лесные экосистемы. Полученные данные позволяют точнее оценивать потенциал лесов как природного климатического решения и понимать, какие ограничения могут возникнуть при их адаптации к меняющимся условиям.
Ранее Наука Mail рассказывала, что продуктивность лесов оказалась важнее потепления для накопления углерода.