Деятельность человека сопровождается выбросом большого количества не только вредных, но и питательных веществ в окружающую среду, в частности азота, который попадает в окружающую среду быстрее, чем остальные питательные вещества. Хоть растения нуждаются в азоте для жизни и роста, избыток одного питательного вещества в сложной экосистеме может принести больше вреда, чем пользы.
Когда ученые изучают использование питательных веществ в растениях, они обычно сосредотачиваются на небольших масштабах: листьях, отдельных растениях или небольших группах растений. Отдельные листья или растения, помещенные в лабораторные условия, могут вести себя определенным образом, однако их взаимодействие с другими факторами окружающей среды может приводить к различным результатам на уровне экосистемы.
В этом исследовании Эль-Мадани (El-Madany) и его коллеги отслеживали изменения на уровне листьев, кроме этого они обращали внимание на реакцию экосистемы, чтобы получить точную картину реальных последствий доступности питательных веществ. Ученые исследовали, как концентрация азота и фосфора влияет на эффективность использования воды растениями в экосистеме средиземноморской саванны за 6 лет, сколько углерода растение поглощает в соотношении к потерянному количеству воды. Авторы обработали два участка - один удобренный только азотом, а другой - азотом и фосфором, третий участок оставили нетронутым.
Результаты показали, что эффективность использования воды, площадь листьев и поглощение углерода увеличились на обоих удобренных участках. Однако на участке, содержащем только азот, растения боролись с дисбалансом питательных веществ и пытались добыть фосфор из почвы. Дополнительные усилия потребовали дополнительного использования воды. А участок, получивший и азот, и фосфор, напротив, процветал, эффективность использования воды на нем была лучшей из трех участков.
Кроме того, исследователи обнаружили, что отдельные виды растений в их исследовании по-разному реагировали на экспериментальные условия, тем самым внося свой вклад в общесистемные наблюдения. Травянистая часть саванны впитывала добавленные питательные вещества своей неглубокой корневой системой и давала основную массу образовавшегося прироста. Деревья с более глубокими корнями проявили слабый отклик, по крайней мере, в отношении характеристик, которые исследователи измерили в этом исследовании.
Результаты эксперимента демонстрируют важность проведения исследований на уровне экосистемы при изучении того, как наша планета будет реагировать на продолжающиеся изменения концентрации питательных веществ, доступности воды и других факторов окружающей среды.
Перевод: Макс Мотыльков.
Редактор: Александр Пржевальский.
Дизайн: CubeWarlock.