Солнечное излучение ускоряет углеродный цикл в экосистемах умеренных лесов

Разложение лесной подстилки критически важно для круговорота углерода (C) в наземных экосистемах. Солнечный свет, как основной источник энергии для биогеохимических циклов, может напрямую разлагать природное органическое вещество и ускорять его распад посредством фотодеградации. Однако роль фотодеградации в разложении подстилки часто игнорировалась, особенно в продуктивных мезических экосистемах, где опад подвергается воздействию неоднородной радиационной среды.

Ван Цинвэй из Института прикладной экологии Китайской академии наук (CAS) провел масштабный эксперимент с селективным ослаблением спектра, сотрудничая с группой экологов.

Ученые рассчитали вклад солнечного спектрального излучения в разложение подстилки в подлеске и на прилегающей прогалине, созданной сплошной вырубкой в лиственном лесу умеренного пояса.

Ключевой вывод: фотодеградация, обусловленная синим светом (400-500 нм), неожиданно внесла больший вклад в скорость разложения, чем другие факторы окружающей среды.

«Этот проект — наиболее комплексное экспериментальное исследование фотодеградации для оценки вклада спектральных областей в скорость разложения подстилки. Наше открытие расширяет текущее понимание, показывая, что фотодеградация повсеместно вносит вклад в разложение, улучшая модели, которые связывают потерю углерода при разложении с экосистемными процессами», — сказал Ван Цинвэй.

Исследователи также создали модель для оценки влияния фотодеградации на потерю углерода на уровне экосистемы, основанную на сценариях интенсивности лесозаготовок или нарушений. Результаты моделирования показывают, что фотодеградация увеличивает потерю углерода до 63% по сравнению с непрерывным подлеском из-за большего кумулятивного солнечного излучения на поверхностной подстилке.

«Это первое исследование, которое показывает, что фотодеградация значительно влияет на поток углерода обратно в атмосферу из мезических лесных экосистем, что согласуется с недавним открытием в сухих травянистых экосистемах. Это означает, что фотодеградация — недостающий элемент для точного моделирования разложения во всех наземных экосистемах, а не только в засушливых регионах мира», — сказала доктор Хироко Курокава из Японского научно-исследовательского института лесного хозяйства и лесных продуктов (FFPRI).

Исследование опубликовано в журнале New Phytologist под названием «Вклад фотодеградации в разложение подстилки на прогалине и в подлеске умеренного леса».