Крупные травоядные животные — ключ к стабильности углерода в почве

Шестнадцатилетнее исследование учёных из Центра экологических наук (CES) и Центра изучения изменения климата им. Дивеча (DCCC) Индийского института науки показало, что крупные травоядные млекопитающие, такие як и козерог, играют решающую роль в стабилизации пула почвенного углерода в пастбищных экосистемах, например, в регионе Спити в Гималаях.

Экспериментальное исключение выпаса травоядных из таких экосистем приводило к увеличению колебаний уровня углерода в почве, что может иметь непреднамеренные негативные последствия для глобального углеродного цикла.

Почва содержит больше углерода, чем все растения и атмосфера вместе взятые, поэтому важно обеспечить его сохранение. Когда растения и животные умирают, мёртвое органическое вещество долгое время остаётся в почве, прежде чем микробы разложат его и высвободят углерод в атмосферу в виде CO₂. «Почвенный пул — это надёжный поглотитель углерода», — объясняет Суманта Багчи, старший автор исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences. Поддержание стабильного уровня углерода в почве — ключ к смягчению последствий изменения климата.

Багчи начал изучать влияние пасущихся животных на гималайские экосистемы во время своей докторской диссертации в 2005 году. При поддержке правительства штата Химачал-Прадеш, местных властей и жителей деревни Киббер в Спити его команда создала огороженные участки (исключающие доступ животных) и участки, где паслись як и козерог. В течение следующего десятилетия учёные собирали образцы почвы в регионе и анализировали их химический состав, отслеживая и сравнивая уровни углерода и азота на каждом участке из года в год.

Ключевые результаты:

• От года к году содержание углерода в почве на огороженных участках (без животных) колебалось на 30–40% сильнее, чем на выпасаемых участках, где оно оставалось более стабильным.
• Ключевым фактором, лежащим в основе этих колебаний, был азот. В зависимости от условий почвы азот может как стабилизировать, так и дестабилизировать пул углерода.
• Выпас травоядных изменяет взаимодействие углерода и азота таким образом, что баланс смещается в сторону стабилизации.

Многие предыдущие исследования были сосредоточены на измерении уровней углерода и азота с большими временными интервалами, предполагая, что накопление или потеря углерода — медленный процесс. Однако межгодовые колебания, обнаруженные в данных, показывают иную картину. Эти колебания могут иметь последствия для климата, поскольку связаны с влиянием крупных травоядных млекопитающих на почву.

Поскольку пастбищные экосистемы составляют около 40% поверхности суши Земли, защита травоядных, которые поддерживают стабильность почвенного углерода, должна оставаться ключевым приоритетом для смягчения изменения климата.

«Как домашние, так и дикие травоядные влияют на климат через воздействие на почвенный углерод», — отмечает Шамик Рой, соавтор исследования. В текущей работе команда Багчи также оценивает, почему домашние травоядные, такие как козы и овцы, отличаются от своих диких сородичей по влиянию на экосистемы. Понимание этих различий может привести к более эффективному управлению почвенным углеродом.