С зелеными растениями связаны последние надежды человечества в борьбе с негативными изменениями климата. Действительно, они поглощают углекислый газ, быстро растут и перерабатывают больше парниковых выбросов, чем производит человек. Однако новое исследование показало, что в недалеком будущем ограничение количества питательных веществ может задержать рост растений, сделав его менее интенсивным, по сравнению с тем, что предполагали ученые, а следовательно, и снизив возможности растений перерабатывать и хранить эти выбросы. Авторы исследования предрекают ощутимое глобальное потепление уже к 2100 году. О результатах рассказывает Science.
Для успешного роста растения нуждаются в разнообразных питательных веществах, таких как азот, который участвует в производстве светопоглощающего пигмента хлорофилла, а также фосфор, который задействован в синтезе растительных белков. Фермеры вносят их в почву искусственно, но в дикой природе растения вынуждены искать их источники самостоятельно. 78% азота приходит из воздуха, но там он существует в виде газа. Растения не могут самостоятельно придать ему нужную форму, поэтому они зависят от бактерий, обитающих в почве и перерабатывающих азот. Некоторые растения, в основном бобовые, развили свою корневую систему таким образом, чтобы в ней могли жить такие бактерии. Что касается фосфора, то основным его источником являются разрушающиеся горные породы, а также песок, приносимый ветром из пустынь.
Эти два ключевых процесса практически не учитывались в имеющихся до сегодняшнего дня моделях изменения климата. В связи с этим биохимик Уильям Вейдер (William Wieder) из Национального центра исследования атмосферы (США) и его коллеги рассмотрели различные модели развития зеленого массива планеты и рассчитали, сколько азота и фосфора будет необходимо для его нормального развития в будущем. Далее они установили количество питательных веществ, которое будет поступать естественным образом для поддержания жизни растений, и нашли его недостаточным.
В будущем количество азота и фосфора может быть меньше на 25% по сравнению с данными Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Такое катастрофическое снижение может привести к дисбалансу между выделением и поглощением углекислого газа уже к 2100 году, так как количество бактерий, выделяющих его, увеличится при более теплом климате. Это означает, что климат на планете может стать еще жарче, чем это было вызвано ранее деятельностью человека.
Тем не менее, есть ряд неучтенных факторов. Например, все те же почвенные бактерии перерабатывают мертвые растения, выделяя из них азот и фосфор. Эксперты оценили новое исследование как «солидное» и «вызывающее интерес». Эколог Крис Филд (Chris Field) из научно-исследовательского института в Пало-Альто (США) положительно оценивает то, что в работе климатические модели рассмотрены в свете различных факторов, которые могут влиять на рост растений. А биохимик Эрик Дэвидсон (Eric Davidson) из Центра исследований окружающей среды при университете Мэриленда (США) считает, что исследователям нужно провести более детальные исследования, чтобы лучше понять, как условия питания влияют на рост лесов. «Это трудно, это дорого, но это единственный способ, которым мы можем получить надежные параметры для этой модели», отметил он.
Ранее портал Научная Россия писал о том, что потепление Арктики вызывает в аномальную летнюю жару, но, с другой стороны, изменение климата способствует росту биоразнообразия.
