Тропические почвы оказались крайне чувствительны к глобальному потеплению

Глобальное потепление, вероятно, приведет к сокращению числа видов микробов в тропических почвах, что может угрожать биоразнообразию тропических лесов и увеличить выбросы углерода.

Микроорганизмы, включая бактерии и грибы, играют ключевую роль в здоровье экосистем тропических лесов. Они разлагают мертвое органическое вещество, либо используя содержащийся в нем углерод, либо высвобождая его в окружающую среду в виде CO₂.

Около трети углерода, хранящегося в почвах, приходится на тропические почвы, которые поддерживают около двух третей мировой растительной биомассы.

Климатические модели предполагают, что к концу века тропики могут потеплеть на 2–5 °C. До сих пор было мало научных исследований о влиянии такого потепления на почвенных микробов тропиков, которые играют ключевую роль в здоровье растений и в регулировании выбросов углерода.

Ученые нагрели участок тропического леса

В эксперименте на острове Барро-Колорадо в Панаме международная команда исследователей во главе с Университетом Лидса изучила последствия воздействия на тропические почвы прогнозируемого уровня глобального потепления.

Они установили подземную систему обогрева для нагрева пяти экспериментальных участков в низменном тропическом лесу, сравнив их с неотапливаемыми контрольными участками.

Спустя два года после начала эксперимента были получены два важных и неожиданных результата.

Снижение биоразнообразия почвенных микробов

В статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology, сообщается, что биоразнообразие (число видов микробов) на нагретых участках снизилось, хотя давняя теория предполагает, что разнообразие бактерий должно увеличиваться с ростом температуры почвы.

Многие основные группы бактерий и грибов с «естественных» неотапливаемых участков не были обнаружены на нагретых участках. При этом на нагретых участках были выявлены бактерии и грибы, не обнаруженные на контрольных.

Это заставляет по-новому взглянуть на влияние более теплого климата на тропические почвы, которые поддерживают одно из самых богатых биоразнообразий в мире и являются глобально важным хранилищем углерода.

Если результаты, полученные всего за два года, репрезентативны для глобальных тропических почв, это окажет серьезное негативное влияние на поддерживаемые ими экосистемы. Изменение в сообществе микробов, вероятно, повлечет изменение и в растительном сообществе над землей из-за нарушения специфических симбиотических связей.

Резкий рост выбросов CO₂

Вторым важным открытием стало увеличение выбросов CO₂ из почв. В экспериментах за пределами тропиков ученые обнаружили, что с ростом температуры количество CO₂, выделяемого в окружающую среду, увеличивается.

Скорость ускорения выбросов CO₂ в прогретой тропической почве оказалась в три раза выше прогнозируемой. Учитывая огромное количество углерода, хранящегося в почвах, даже небольшой процентный рост скорости его высвобождения может оказать существенное влияние на изменение климата.

Эти результаты вызывают тревогу, но, демонстрируя, насколько чувствительны эти экосистемы к потеплению, они подчеркивают срочность сохранения этих богатых биоразнообразием и углеродом экосистем и жесткого ограничения текущего потепления.

Подобные эксперименты по климатическому воздействию в естественной среде сложны и очень редки, особенно в тропических лесах. Эта критически важная новая информация о рисках потери биоразнообразия в почвах и увеличения выбросов углерода поможет лучше прогнозировать и планировать будущие изменения.

Остается много нерешенных вопросов, включая реакцию растений на потепление над землей и то, как наблюдаемые в Панаме изменения проявятся в глобальных экосистемах.