Потеря биоразнообразия растений может снизить накопление углерода в почве степей

Около трети глобального наземного запаса углерода хранится в степных экосистемах. Новое глобальное исследование показывает, что этот запас может сокращаться по мере уменьшения биоразнообразия растений, особенно в тёплых и засушливых регионах. Причина в том, что бедная видами растительность, по-видимому, быстрее разлагается в почве.

Исследование, проведённое под руководством Мари Шпон из Шведского университета сельскохозяйственных наук, основано на данных с 84 степных участков на шести континентах. В него вошли такие экосистемы, как степи Северной Америки, саванна Серенгети, тундра Шпицбергена и альпийские пастбища.

Результаты, опубликованные в Nature Communications, показывают:

• Содержание углерода в почве увеличивается с ростом разнообразия растений в глобальных степях.
• Эта взаимосвязь особенно сильна в тёплом и засушливом климате.

Механизм накопления углерода

Оказалось, что причина не в том, что богатые видами степи производят больше надземной биомассы, как предполагали учёные. Вместо этого была выявлена связь между видовым богатством и химическим составом растительности.

В богатых видами степях растительная биомасса в целом содержала меньше азота по отношению к углероду (более высокое соотношение C:N). Это означает, что растения содержат меньше белка по отношению к количеству волокон, а такое растительное вещество разлагается в почве медленнее.

Таким образом, более медленное разложение растительных остатков в богатых видами степях, по-видимому, и является причиной большего накопления углерода в почве. Сила этой связи в сухом и жарком климате может объясняться тем, что растения в таких условиях производят больше сложных и медленно разлагающихся соединений для защиты от высыхания и солнечной радиации.

Ранее считалось, что накопление углерода в почве в основном связано с количеством поступающей растительной биомассы, но это исследование показывает, что важна и качество органического вещества.

«Исследование имеет далеко идущие последствия, поскольку предполагает, что управление экосистемами, восстанавливающее разнообразие растений, вероятно, усиливает секвестрацию углерода в почве, особенно в тёплом и засушливом климате», — говорит Мари Шпон.

Значение исследования

Степи хранят около трети глобального наземного углерода и содержат большую долю всех видов растений. До сих пор было мало известно о влиянии климата на взаимосвязь между разнообразием растений и почвенным углеродом. Это знание имеет решающее значение в условиях изменения климата и утраты биоразнообразия.

Данное исследование уникально использованием стандартизированных данных со степных участков разного биоразнообразия на шести континентах для изучения этой взаимосвязи.