Рост тропических лесов Амазонии ограничен дефицитом фосфора

Новое исследование показывает, что рост тропических лесов Амазонии в условиях повышающейся концентрации углекислого газа в атмосфере может быть ограничен недостатком фосфора в почве.

Повышенные концентрации CO₂ ускоряют рост растений, что означает большее связывание углерода. Это хранение углерода, особенно в таких огромных лесах, как Амазонка, помогает ограничивать рост уровня CO₂ и замедлять изменение климата.

Однако для роста растениям также необходимы питательные вещества. Новое исследование демонстрирует, что доступность конкретного элемента — фосфора — может ограничить способность Амазонии увеличивать продуктивность (скорость роста) по мере роста уровня CO₂.

Исследователи предупреждают, что это также может снизить устойчивость тропического леса к изменению климата.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, провела международная команда под руководством Национального института исследований Амазонии (INPA, Бразилия) и Эксетерского университета.

Ключевые результаты эксперимента AFEX

• Около 60% бассейна Амазонки расположено на старых почвах с низким содержанием фосфора.
• Эксперимент по удобрению Амазонии (AFEX) изучал эффекты добавления фосфора, азота и катионов оснований на старовозрастном участке леса с низким содержанием фосфора.
• Только добавление фосфора привело к повышению продуктивности в первые два года эксперимента.
• Добавка фосфора вызвала значительное увеличение роста тонких корней (+29%) и продуктивности крон (+19%).
• Рост стволов не увеличился, возможно, из-за более высокой потребности в фосфоре у корней и листьев, а также более медленного процесса роста стволов.

«Наши результаты ставят под вопрос возможность поддержания текущих высоких темпов поглощения углерода в Амазонии», — заявила ведущий автор Эллен Фернанда Виана Кунья из INPA.

«Такие быстрые и сильные реакции на фосфор, как в надземной, так и в подземной частях, указывают на то, что вся система функционировала в условиях острого дефицита фосфора».

Последствия для климата и устойчивости леса

Почвы тропических регионов, таких как Амазония, сформировались миллионы лет назад, и некоторые питательные вещества со временем теряются. В отличие от азота, который может усваиваться из воздуха микроорганизмами, фосфор недоступен в атмосфере в виде газа. После его истощения возможности для повышения уровня практически нет.

«Чтобы справляться с усиливающимися угрозами, такими как засухи, и восстанавливаться после них, нам нужно, чтобы лес рос лучше, чем раньше, — сказал профессор Иэн Хартли из Эксетерского университета. — Удобрение CO₂ могло бы повысить устойчивость леса, но наши данные показывают, что доступность фосфора ограничит этот эффект. Следовательно, риски, вызванные изменением климата, становятся все более важными».

Части тропического леса, растущие на малоплодородных почвах, могут быть более уязвимыми, чем считается в настоящее время. Проверка этого предположения является неотложным приоритетом исследований, над которым работает, в частности, эксперимент AmazonFACE.