Международная группа ученых, в том числе специалисты из Университета Граца (Австрия), установила, что наземные растения поглощают значительно меньше углекислого газа (CO₂), чем это учитывается в большинстве современных климатических моделей. Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Эффект удобрения CO₂: недооцененный фактор азота
Хорошо известно, что повышение концентрации CO₂ в атмосфере стимулирует рост растений – так называемый "эффект удобрения". При более высоких уровнях CO₂ растения могут расти быстрее и, соответственно, активнее поглощать углерод. Этот механизм традиционно включается в климатические модели как естественный буфер против антропогенных выбросов парниковых газов. Однако новое исследование выявило, что ключевой элемент, определяющий эффективность этого процесса – доступность азота – был серьезно недооценен.
Азот: жизненно важный, но труднодоступный
Азот необходим растениям для фотосинтеза и синтеза белков. Однако сами растения не способны напрямую усваивать азот из атмосферы. Прежде чем стать доступным для растений, атмосферный азот должен пройти трансформацию в почве под действием микроорганизмов. Этот процесс, известный как биологическая фиксация азота, происходит как в естественных экосистемах, так и на сельскохозяйственных угодьях. Ученые обнаружили, что в климатических моделях скорость естественной биологической фиксации азота переоценена примерно на 50%.
Последствия для климатических прогнозов
Это уточнение имеет далеко идущие последствия. Поскольку растения получают меньше доступного азота, чем предполагалось, "эффект удобрения" CO₂ оказывается слабее. По оценкам авторов исследования, способность наземной растительности поглощать углекислый газ в ответ на его увеличение в атмосфере снижается примерно на 11% по сравнению с предыдущими модельными оценками.
Важность для точных климатических моделей
Корректировка роли азота критически важна не только для понимания поглощающей способности биосферы, но и для повышения точности прогнозов климатических изменений. Многие климатические модели, являющиеся основой для международных оценок, включая доклады Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), опираются на предположения о реакции экосистем на рост уровня CO₂. Неточность этих предположений может потребовать пересмотра прогнозов климатических сдвигов, динамики парниковых газов и долгосрочных температурных изменений.
Необходимость комплексного учета азотного цикла
Ученые, участвовавшие в исследовании, подчеркивают, что точный учет реальных показателей биологической фиксации азота и других процессов азотного цикла является ключевым для совершенствования климатических моделей. Помимо влияния на поглощение CO₂, процессы фиксации азота и связанные с ними химические реакции могут влиять на выбросы других парниковых газов, таких как оксиды азота, которые также играют значительную роль в изменении климата.
