Питательные вещества могут усилить способность морской травы запасать углерод, но избыток азота губителен

Морская трава — один из самых эффективных природных "губок" для поглощения и хранения углерода. Однако влияние на неё загрязнения питательными веществами оставалось неясным.

В двух исследованиях учёные из Мичиганского университета оценили влияние азота и фосфора на морскую траву — короткие, похожие на газон травы, растущие на мелководье в прибрежных зонах.

Умеренное обогащение питательными веществами усиливает запасание углерода

Исследователи проанализировали данные с экспериментального участка морской травы, обогащавшегося питательными веществами в течение девяти лет. Они обнаружили, что питательные вещества могут увеличить способность морской травы запасать углерод. Эти результаты опубликованы в Global Change Biology.

В условиях относительного дефицита питательных веществ фосфор и азот стимулировали рост травы. Сначала она инвестировала ресурсы в подземную часть (корневую систему), запасая углерод в корнях. Затем — в надземные структуры (листья).

В итоге корни росли быстро, но и отмирали быстро, что приводило к ускоренному переносу дополнительного углерода в окружающие корни осадки и его более высокой скорости секвестрации.

"Люди думали, что избыток питательных веществ убивает морскую траву. Но мы показываем, что при условии, что питательных веществ не слишком много (что также увеличивает рост фитопланктона), морская трава просто увеличит рост при избытке питательных веществ", — говорит Джейкоб Аллгейер, соавтор исследования.

Избыток азота вызывает цветение фитопланктона и гибель травы

Во втором исследовании, опубликованном в Conservation Letters, учёные обнаружили, что перегрузка азотом может привести к усиленному росту фитопланктона, который затеняет и убивает морскую траву.

Исследователи создали 21 различное соотношение азота к фосфору и добавили питательные вещества на тестовые участки морской травы, а также в бутылки с фитопланктоном. Они выяснили, что:

• Фосфор оказывал большее положительное влияние на рост морской травы в условиях дефицита питательных веществ.
• Азот оказывал большее влияние на рост фитопланктона. Добавление азота вызывало резкий рост фитопланктона в бутылках.

Это противоречит устоявшейся экологической теории, согласно которой наибольшее влияние на систему оказывает соотношение питательных веществ. В данном случае ключевым оказался тип питательного вещества: фосфор для травы и азот для фитопланктона.

Практическое значение

Исследования показывают, что источник питательных веществ имеет значение: питательные вещества антропогенного происхождения оказывали большее влияние на морскую траву, чем те, что поступали от рыб.

Полученные данные могут помочь в управлении прибрежными экосистемами. Поскольку полностью остановить поступление питательных веществ невозможно, ключевой стратегией может стать контроль и "очистка" стоков именно от азота, чтобы предотвратить катастрофическое цветение фитопланктона и гибель морских трав.