scienceline.ru

Понедельник, Окт 22nd

Last updateПн, 30 Июль 2018 8am

Ученые установили значительную роль нитратов в Арктическом ландшафте.

301a

Азот, будучи основным питательным веществом для растений, наиболее легко поглощается растениями в аммониевых и нитратных формах. Из-за очень низкого уровня нитратов, обнаруженного в почве арктической тундры, ученые предположили, что растения в этом биоме не используют нитраты. Но новое исследование, в соавторстве с четырьмя учеными центра морских биологических лабораторий (MBL), ставит под сомнение данное представление. Исследование имеет важные последствия для прогнозирования того, какие виды арктических растений будут доминировать по мере потепления климата, а также того, сколько углеродных тундровых экосистем могут сохраниться.

Исследование, опубликованное в Трудах Национальной академии наук, показало, что растения в тундре северной Аляски поглощают нитрат в количествах, сопоставимых с растительностью в богатых нитратами экосистемах. Нитрат обеспечивал около одной трети азота, используемого тундровыми растениями. Некоторые из изученных видов, такие как Polygonum bistorta, розовое цветущее растение, усваивали нитрат с еще более высокими темпами, чем виды, обнаруженные в условиях низкой широты и с высоким содержанием нитрата.

Полученные результаты имеют важное значение в контексте антропогенного изменения климата, которое, как ожидается, приведет к увеличению уровня азота и, возможно, уровня нитрата в тундровой почве. По мере согревания климата микробные процессы, которые производят нитрат, могут ускориться. Кроме того, вечная мерзлота - слой почвы под поверхностью, который остается замороженным в течение всего года, может оттаять, добавив в экосистему дополнительный азот. Часть этого азота может быть преобразована в нитрат.

Кочковая тундра покрывает большую часть северной Аляски и в настоящее время состоит из осоки, травянистого грунтового покрова и древесных кустарников (около трети покрытия для каждого вида). Продуктивность ландшафта ограничена наличием азота. Если устранить это ограничение, древесные кустарниковые виды, такие как береза ​​и ива, могут стать доминирующими и затенять другие растения по мере потепления климата. Открытие того, что нитрат является важным источником азота для растений тундры, необходимо будет учитывать в будущих прогнозах видового состава.

«Поскольку питательные вещества начинают быстрее поступать, растительность начинает расти быстрее, что должно стимулировать всю растительность в тундре. Через некоторое время древесные породы должны быть способны обогнать те, у которых нет стеблей и которые не могут расти высоко. Поэтому вы, как правило, теряете осоку, мох и лишайники», - объяснил соавтор исследования Эд Растеттер, старший научный сотрудник Центра экосистем MBL и главный исследователь сайта Национального научного фонда Арктического научного фонда на озерах Toolik Lake, Аляска, где проводилась часть исследований.

Поскольку азотные и углеродные циклы тесно связаны между собой, открытие команды может также изменить прогнозы накопления или выделения углерода из арктических экосистем, поскольку климат нагревается. Вечная мерзлота в мире заполнена остатками растений и животных, накопленными за тысячи лет, и она содержит в два раза больше углерода, чем в настоящее время в атмосфере.

Растеттер подчеркивает, что необходимы дополнительные исследования для подтверждения полученных результатов и лучшего понимания важности нитрата по сравнению с другими формами азота в экосистемах арктических тундр.