Грязный бассейн: большие почвенные хранилища углевода могут быть освобождены благодаря увеличению выбросов CO2 и росту растений
Рост концентраций антропогенной двуокиси углерода в атмосфере может инициировать цепную реакцию между растениями и микроорганизмами, которая потревожит одно из крупнейших хранилищ углерода на планете – почву, сообщает sciencedaily.com.
Исследователи основывались на докладе Принстонского университета в журнале Nature Climate Change, который гласит, что углерод в почве – которая содержит в два раза больше углерода, чем все растения и атмосфера Земли вместе – может стать более неустойчивым, поскольку люди добавляют больше углекислого газа в атмосферу, в значительной степени из-за увеличения роста растений. Исследователи разработали первую компьютерную модель, показывающую в глобальном масштабе сложное взаимодействие между углеродом, растениями и почвой, которая включает в себя многочисленные бактерии, грибки, минералы и углеродные соединения, которые сложным образом реагируют на температуру, влажность и содержание углерода, который растения передают в почву.
Являясь парниковым газом и загрязнителем, диоксид углерода также способствует росту растений. Пока деревья и другая растительность процветают в богатом двуокисью углерода будущем, их корни могут стимулировать активность микроорганизмов в почве, что в свою очередь ускоряет разложение почвенного углерода и его выброс в атмосферу в виде углекислого газа, как обнаружили исследователи.
Этот эффект противоречит текущим ключевым прогнозам в отношении будущего углеродного цикла Земли, в частности, теории о том, что больший рост растений может компенсировать выбросы углекислого газа, поскольку флора поглотит больше газа, говорит первый автор Бенджамин Сульман, который проводил работы по моделированию в качестве исследователя-докторанта в Принстонском институте окружающей среды.
«Вы не должны рассчитывать на получение большего хранилища углерода в почве только потому, что рост деревьев увеличивается», говорит Сульман, который в настоящее время является постдокторантом Университета Индианы.
С другой стороны, микробная активность, спровоцированная ростом корней, может заблокировать углерод на минеральных частицах и защитить его от разложения, что позволит увеличить долгосрочное хранение углерода в почвах, сообщают исследователи.
Растут или падают выбросы углерода из почвы, модель исследователей изображает сложную систему почва-углерод, которая резко контрастирует с существующими моделями, изображающими почву в качестве простого хранилища газа, сообщает Сульман. Упрощенное восприятие цикла углерода в почве оставило ученых с вопиющей неуверенностью относительно того, будет ли почва помогать смягчить будущие уровни углекислого газа – или сделает их хуже, говорит Сульман.
«Нашей целью было взять эту очень простую модель и добавить некоторые из самых важных недостающих процессов», говорит Сульман. «Основные взаимодействия между корнями и почвой являются важными и не должны быть проигнорированы. Рост корней и микробная активность это очень важные драйверы того, что происходит в почве, и знание того, что делают корни, может быть важной частью понимания того, что будет делать почва».
Созданная исследователями модель цикла почва-углерод была интегрирована в глобальную модель, используемую для моделирования климата Геофизической лабораторией динамики жидкостей (GFDL) Национальной океанической и атмосферной администрации (NOAA), расположенной в Форрестол кампусе Принстона.