Новое исследование показывает, что растения Земли, возможно, гораздо менее эффективно поглощают избыток CO2, чем долгое время предполагалось климатическими моделями. Фото: Shutterstock
Высокий уровень углекислого газа в атмосфере является основной движущей силой изменения климата. В то же время повышенный уровень CO2 может стимулировать рост растений, позволяя им поглощать больше углерода и потенциально замедлять потепление. Однако это преимущество зависит от того, получают ли растения достаточное количество азота — питательного вещества, необходимого для роста. Ученые только недавно обратили более пристальное внимание на то, сколько азота на самом деле доступно в природе. Новое исследование, проведенное при участии Университета Граца, показывает, что так называемый эффект удобрения CO2 был значительно преувеличен.
Растения не могут использовать азот самостоятельно. Сначала питательное вещество должно быть преобразовано в пригодную для использования форму с помощью процесса, называемого азотфиксацией, который осуществляется микроорганизмами в почве. Этот процесс происходит как в природных экосистемах, так и на сельскохозяйственных угодьях. «Хотя в природе этот процесс значительно переоценивался, за последние 20 лет благодаря сельскому хозяйству он увеличился на 75 процентов», — говорит Беттина Вебер, биолог из Университета Граца, обобщая результаты исследования, опубликованного ранее в этом году.
Основываясь на этих результатах, новый анализ показывает, что методы расчета фиксации азота в некоторых моделях земной системы были пересмотрены. Эти модели широко используются для прогнозирования климатических тенденций и обоснования основных оценок, включая Доклад о мировом климате. Обновленные результаты были опубликованы в научном журнале PNAS.
Новые данные побуждают к пересмотру климатической модели
Исследование проводилось под руководством Шиан Коу-Гизбрехт из Университета Саймона Фрейзера в Бернаби, Канада. Работа была проведена международной исследовательской группой, специализирующейся на биологической фиксации азота, в которую входит Беттина Вебер. Эта рабочая группа получает поддержку от Центра анализа и синтеза имени Джона Уэсли Пауэлла Геологической службы США (USGS).
«Мы сравнили различные модели системы Earth с текущими значениями азотфиксации и обнаружили, что они завышают уровень азотфиксации на естественных поверхностях примерно на 50 процентов», — объясняет Вебер. Поскольку растения зависят от этого процесса получения доступа к азоту, завышенная оценка имеет серьезные последствия. Согласно исследованию, это приводит к общему снижению прогнозируемого эффекта внесения удобрений с использованием CO2 примерно на 11%.
Почему обновление моделей имеет решающее значение
Вебер подчеркивает важность корректировки климатических моделей с учетом этих обновленных измерений. «Это связано с тем, что такие газы, как оксиды азота и закись азота, образуются в процессе круговорота азота. Они могут попадать в атмосферу в результате процессов конверсии и изменять или нарушать климатические процессы». По ее словам, точный учет динамики содержания азота необходим для составления надежных прогнозов о том, как экосистемы и климат будут реагировать в будущем.