Глобальное потепление снижает наличие азота в растениях

Автор: Юлия Синельникова · 23.10.2018

Исследователи обнаружили, что глобальные изменения, включая повышение температуры и увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, приводят к снижению доступности основного питательного вещества для наземных растений. Это может оказать негативное влияние на способность лесов поглощать углекислый газ и уменьшить количество питательных веществ, доступных для существ, которые питаются ими.

«Даже если содержание углекислого газа в атмосфере стабилизируется на достаточно низком уровне, что позволит смягчить наиболее серьезные последствия изменения климата, то многие экосистемы Земли все равно будут все чаще проявлять признаки наличия у них либо недостаточного количества азота, либо его перенасыщения. Чтобы предотвратить подобный исход, человечеству необходимо как можно быстрее сократить выбросы углекислого газа», – отмечает соавтор научной работы Эндрю Элмор из Центра исследований окружающей среды университета Мэриленда (штат в США).

Проблемы с высоким содержанием азота часто возникают в промышленно развитых прибрежных районах, таких как Чесапикский залив, где активно борются с эвтрофикацией, вызванной сбросом большого количества азотных удобрений из ферм и приводящей к бурному росту водорослей. В итоге это приводит к снижению кислорода в воде. На менее развитых территориях, например, в западной части штата Мэриленд, сложилась обратная ситуация.

«В течение последних десятилетий в научной литературе и прессе все чаще всплывали идеи о том, что мир перенасыщен азотом, а азотные загрязнения являются главной причиной всех экологических проблем. Однако мы обнаружили, что в долгосрочной перспективе эти явления вызваны повышением уровня углекислого газа и более продолжительными сезонами года», – заявил Элмор.

Исследователи изучили данные о химическом составе листьев сотен видов растений, собранные со всего мира с 1980 по 2017 год, и обнаружили глобальную тенденцию к снижению наличия азота. Они выяснили, что большая часть земных экосистем, таких как леса и луга, которые не обрабатываются удобрениями, становятся все более олиготрофными, то есть имеют слишком мало питательных веществ.

«При малом наличии азота может заметно снизиться продуктивность леса. Мы называем это явление олиготрофированием. Это слово обычно не применяют к наземным системам, однако оно полностью описывает процесс, который в них происходит в данный момент времени», – добавил Элмор.

Азот необходим для роста и развития растений. В лесу микробы постоянно уничтожают органические объекты, лежащие на земле, например, опавшие листья, что приводит к образованию азота, питающего почву. Деревья затем извлекают этот азот, чтобы создать из него протеин и продолжить расти. Однако поскольку деревья получили доступ к большему количеству углекислого газа, многие микробы оказались ограничены в выделении азота, поэтому они начали производить меньше питательных веществ для деревьев.

«Это новое исследование показывает, что леса не смогут поглощать столь большое количество углекислого газа, как прогнозируют многие модели, ведь их рост ограничен азотом. Эти новые выводы, которые базируются на новейших изотопных анализах, являются еще одними доказательствами того, что людям необходимо срочно сократить выбросы углекислого газа в атмосферу», – сообщил Эрик Дэвидсон, директор Аппалачской лаборатории Центра исследований окружающей среды университета Мэриленда.

В США и Европе регуляторы, следящие за работой угольных электростанций, снизили количество азотных осадков, чтобы очистить воздух и уменьшить количество кислотных дождей. Тем временем увеличился уровень углекислого газа в атмосфере, а также продолжительность весеннего и летнего сезонов, что значительно повысило объем азота, необходимого растениям для роста.

«В настоящее время существует множество доказательств, подтверждающих гипотезу олиготрофикации. Помимо ухудшения химического состава листьев, мы видим, что выпас скота не позволяет животным получить нужное количество протеина, а во многих реках сокращается количество азота. Все это происходит на фоне увеличения углекислого газа в атмосфере», – отмечает соавтор исследования Джозеф Крейн, эколог из Jonah Ventures.

Статья «Изотопные доказательства олиготрофикации наземных систем» была опубликована в научном журнале Nature Ecology & Evolution Эндрю Элмором и Дэвидом Нельсоном из Центра исследований окружающей среды университета Мэриленда и Джозефом Крейном из Jonah Ventures.

Вам может понравиться: