Растительное разнообразие стабилизирует температуру почвы

Исследователи обнаружили, что высокое разнообразие растений смягчает колебания температуры почвы, что может быть жизненно важно для экосистемных процессов в условиях изменения климата. Результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Долгосрочный эксперимент в Йене

Учёные из Лейпцигского университета, Йенского университета имени Фридриха Шиллера, Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и других институтов проанализировали уникальный набор данных, собранный с 2004 по 2021 год в рамках крупного эксперимента «Йенский эксперимент». На 80 опытных участках высажены сообщества растений, включающие от 1 до 60 видов. Также использовались контрольные участки с незасаженной почвой.

Температура почвы автоматически записывалась на глубинах 5 и 15 см с минутным интервалом в течение 18 лет, что охватило различные климатические условия, включая засухи, крупное наводнение 2013 года и аномально холодные весны.

Ключевые результаты

Анализ показал, что растительное разнообразие действует как естественный буфер, стабилизируя температуру почвы при климатических экстремумах:

• В жару: В самые жаркие дни температура почвы в сообществах с 60 видами была на 5.04°C ниже, чем на незасаженных участках.
• В холод: В самые холодные дни температура почвы в этих же сообществах была на 1.48°C выше, чем на незасаженных участках.

Эффект стабилизации усиливался по мере старения растительных сообществ и был наиболее выражен в самых экстремальных погодных условиях.

Механизм стабилизации

Исследователи выявили два основных фактора:

1. Затенение: Разнообразие растений увеличивает общую площадь листьев.
2. Содержание углерода: Разнообразие повышает содержание органического углерода в почве.

В совокупности это снижает теплопроводность в верхних 60 см почвы, делая её температуру более стабильной в течение года.

Значение для экосистем и климата

Стабилизация температуры почвы за счёт биоразнообразия может смягчать негативные последствия экстремальных погодных явлений. Это влияет на ключевые процессы, включая разложение углерода в почве и его выброс в атмосферу, что потенциально способно замедлить глобальное потепление.

«Наше исследование показывает замечательную способность растительного разнообразия выступать в роли защитного щита от последствий изменения климата», — подчеркивает руководитель исследования профессор Нико Айзенхауэр.