В ходе экосистемного эксперимента группа исследователей из Университета штата Колорадо изучила взаимодействие между растениями, микробами и питательными веществами в почве. Результаты исследования позволяют лучше понять, как углерод высвобождается из оттаивающей арктической вечной мерзлоты. В арктических почвах содержится почти вдвое больше углерода, чем в атмосфере. Из-за изменения климата часть самых северных полярных регионов Земли начала оттаивать, что может привести к высвобождению значительного количества углерода в виде парниковых газов. Этот процесс связан с деятельностью микробов. Учёные сосредоточились на том, как повышение глобальной температуры нарушит углерод в почвах Арктики. Потепление также влияет на регион, изменяя продуктивность и состав растительности, баланс питательных веществ в почве. Это, в свою очередь, повлияет на круговорот углерода в природе, говорится в исследовании в журнале Nature Climate Change. Руководила работой Меган Мачмюллер, научный сотрудник кафедры почвоведения и растениеводства CSU.
Она отмечает, что температура играет большую роль, но есть и другие изменения, связанные с климатом в этом регионе. Например, в регионе становится больше кустарников. Мачмюллер и её соавторы выяснили, что кустарники могут удерживать большое количество углерода в земле. Соавтор исследования Лорел Линч, доцент Университета Айдахо, говорит, что потепление влияет на углерод в почве не так просто, как кажется.
Удивительная находкаМачмюллер с коллегами проверили образцы почвы, взятые на севере Аляски в ходе 35-летнего эксперимента по изучению экосистемы в Арктике. В 1981 году учёные начали добавлять питательные вещества на тестовые участки объекта долгосрочных экологических исследований Arctic Long-Term Ecological Research у озера Тоолик у основания горного хребта Брукс. Эксперимент должен был показать, как арктическая растительность будет реагировать на дополнительные питательные вещества. Также учёные исследовали влияние долгосрочных изменений в почве на накопление углерода. Учёные обнаружили, что через 20 лет в почве снизилась концентрация углерода при добавлении питательных веществ. Это открытие изменило научное понимание того, как Арктика может реагировать на изменение климата. Эксперименты продолжились: через 35 лет Мачмюллер и её команда снова проверили участки. Вместо того чтобы продолжать терять углерод, учёные обнаружили, что тенденция изменилась на противоположную. Через 35 лет количество углерода на опытных участках восстановилось или превысило показатели контрольных участков. Мачмюллер и её команда были удивлены результатами и решили изучить механизм этого явления. В лаборатории они провели эксперименты по отслеживанию изотопов, которые показали, что при добавлении питательных веществ активизируется микробное разложение — процесс переработки микробами органических веществ в почве с выделением углекислого газа. Со временем ситуация изменилась, так как в почву на опытных участках добавлялись питательные вещества. Линч пояснил, что кустарники изменили состав почвы, из-за чего микроогранизмы стали медленнее разлагать органические вещества и углерод накапливался в почве. Мачмюллер добавила, что это может объяснить, почему в первые 20 лет наблюдалась потеря углерода, а после 35 лет — нет. Важность долгосрочного анализаМачмюллер считает, что реакция Арктики на изменение климата сложнее, чем думали раньше. Она назвала это сложной головоломкой и подчеркнула важность долгосрочных исследований для понимания экосистемных процессов. Гас Шейвер, учёный-исследователь, помогал закладывать первые экспериментальные участки на озере Тоолик в 1981 году и является соавтором исследования. Он также отметил важность проведения таких работ в течение длительного времени.
Линч подчеркнула, что при изменении экосистемы важно учитывать не только углерод, но и другие факторы. Увеличение численности кустарников может удержать больше углерода из почвы от перехода в атмосферу, однако это может иметь и негативные последствия. Линч пояснила, что доминирование одного вида растений может серьёзно повлиять на экосистему.
Лорен Гиффорд, помощник директора Центра углеродных решений в почве CSU, сказала, что исследование подчёркивает необходимость более надёжного и детального моделирования.
Гиффорд назвала исследование замечательным, так как оно охватывает 35-летний период и изучает одну из самых уязвимых экосистем Земли. Она также отметила, что последствия изменения климата часто остаются неопределёнными даже после проведения всесторонних долгосрочных исследований. Кроме того, мероприятия по адаптации к изменению климата и смягчению его последствий могут привести к аналогичным, противоречивым или нежелательным последствиям. Мачмюллер надеется, что работа подтолкнёт к новым исследованиям по этой теме. Углерод в Арктике — важная тема, так как он регулирует климат планеты. Но мы не знаем, каким будет углеродный баланс в будущем. 03.10.2024 |
Экология
JACS: Чтобы отследить реакцию убийцы озона на свет, пришлось обогнать молекулы | |
Исследователи впервые увидели, как бромоф... |
В ТПУ открыт экологичный способ получения катализаторов для очистки газов | |
Новый метод производства высокоэффективных кат... |
LinUni: Опасные оранжевые почвы угрожают экосистеме больше, чем когда-либо | |
Кислые сульфатные почвы имеют оранжевый оттено... |
ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные | |
Материалы на биологической основе могут б... |
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа | |
Техническая конопля на Урале может давать... |
Climate of the Past: Озеленение Сахары может изменить климат Северного полушария | |
Пустыня Сахара — это огромное ... |
ТПУ: биомасса в топливе повышает его эффективность на 12% | |
Новый вид шламового биотоплива разработал... |
PNAS: 20-летнее исследование поможет переосмыслить модели изменения климата | |
Первое долгосрочное изучение потоков CO₂ в&nbs... |
MPB: Космические спутники помогут искать пластиковый мусор на пляжах | |
Новый метод обнаружения пластикового мусора на... |
Таяние арктических льдов может привести к похолоданию — есть пример из прошлого | |
Усиленное таяние арктического морского льда, в... |
Ученые предложили добавлять гипс в буровые отходы для повышения экологичности | |
При бурении скважин используются растворы, сод... |
В ПГУ создают экономичные фотокатализаторы для очистки воды и воздуха | |
Фотокатализаторы на основе наноматериалов... |
Фон в норме: океанологи исследовали ядерные захоронения в северных морях | |
Захоронения ядерных отходов в Карском и&n... |
Ecology: Из-за потепления белые медведи и ездовые собаки травмируют лапы | |
У белых медведей в некоторых районах Аркт... |
JHazMat: Дизайнерский биочар вычистил из воды фармпрепараты и нутриенты | |
Ибупрофен, как и многие другие лекар... |
В ТГУ создали сорбент для улавливания углекислого газа на МКС и подлодках | |
Томские химики создали новый материал, который... |
SciAdv: Деревья превратят в доступные экологически чистые промышленные химикаты | |
Деревья — это богатый природны... |
Science Advances: Утрата азотных фиксаторов угрожает биоразнообразию, экосистеме | |
Как деятельность человека, например, использов... |
Эксперты оспорили надежность моделей прогнозирования столкновений судов с китами | |
Новое исследование показало, что существу... |
Nature Ecology & Evolution: Луга реагируют на изменение климата с запозданием | |
Изменение климата влияет на все экос... |
Ученые СПбГУ подтвердили биогенное происхождение железо-марганцевых образований | |
Гипотезу о том, что железо-марганцев... |
Conservation Letters: Фауна тропических лесов не переживет изменение климата | |
Исследования показали, что две трети... |
В Томском политехе создали первые образцы экологичного авиатоплива из биосырья | |
Ученые Томского политехнического университета ... |
Возраст каменных ежей из Восточного Таймыра определили ученые СПбГУ | |
Глендониты, или каменные ежи —... |
Science: Лесная растительность в Европе мигрирует на запад на 3,56 км ежегодно | |
Многие виды европейских лесных растений переме... |
STE: Ученые нашли нанопластик в тканях новорожденных | |
Даже новорожденные грызуны могут столкнуться с... |
Продовольственная система разрушена, и у нас осталось всего 60 урожаев | |
Защитники окружающей среды, исследователи, фер... |
В СПбГУ установили причины извержения вулканов 100 миллионов лет назад | |
Вулканические породы в Забайкальском крае... |
Система опреснения воды на солнечных батареях обеспечит дешевой питьевой водой | |
Опреснительную систему, работающую на сол... |
JEM: Зеленые зоны в мегаполисах улучшают здоровье жителей | |
Хотя доступ к природе — это&nb... |