Зміни клімату виснажують запаси азоту в лісах, але не впливають на сільськогосподарські ґрунти — дослідження

Як уже встановлено наукою, ключовий запас азоту у ґрунті створюють не живі організми, а залишки мертвих бактерій та грибів — так звана мікробна некромаса. Живі мікроби активно поглинають азот, а після їхньої загибелі цей елемент прикріплюється до ґрунтових мінералів і роками протистоїть розкладанню. Цей процес умовно можна назвати «мікробним азотним насосом». Довгий час у науці вважалося, що робота такого насоса залежить виключно від того, наскільки ефективно самі мікроорганізми засвоюють азот.

Група дослідників вирішила перевірити, як цей прихований механізм реагує зміну клімату. Для цього вони вивчили 30 пар лісових та фермерських ділянок у субтропічній зоні Китаю — у регіонах із середньорічною температурою від 11,5°C до 21,7°C. Результати їхньої роботи, опубліковані в журналі Global Change Biology, виявилися сенсаційними: клімат кардинально змінює ґрунт у лісах, але ріллі залишаються до нього байдужими.

Аналіз показав суттєву різницю між дикою природою та угіддями, зміненими людиною. Екологи зафіксували такі відмінності:

• Лісові ґрунти містять у чотири рази більше азоту із залишків грибів, ніж сусідні фермерські землі.
• Загальний запас азоту в некромасі лісів вищий приблизно вдвічі.
• При цьому в розрахунку на одиницю живої біомаси лісу утримують вдвічі менше азоту, тобто коефіцієнт накопичення там спочатку нижче.

Однак ключове відкриття полягало у реакції на погоду. У лісах на більш теплих і вологих ділянках вміст азоту в некромасі стрімко падав. На сільськогосподарських полях ні температура, ні дощі взагалі не вплинули на запаси елемента. На ріллі накопичення азоту залежало виключно від обсягу глини в ґрунті та правильного балансу поживних речовин, які штучно чи природно утримують органіку.

Вчені пояснюють парадокс фундаментальною відмінністю екосистем. Ліси представляють суто біологічні системи з блискавичним кругообігом речовин. Там ефективність використання азоту мікробами безпосередньо веде до зростання його запасів, але цей тендітний баланс легко руйнується потеплінням. Сільськогосподарські угіддя — рукотворні мінеральні системи. Ефективність бактерій там вказує лише з їх повільний оборот, а сам азот надійно «законсервований» зв'язками з глиною.

Вчені роблять важливий висновок: сучасні математичні моделі клімату Землі помилкові, тому що вони оцінюють реакцію ґрунтів на потепління як однорідну.