Корни арктических растений могут играть ключевую роль в изменении климата
Корни растений могут сыграть важную роль в том, как Арктика повлияет на климат планеты. К такому выводу пришла международная группа ученых, в которую вошли специалисты Университета Умео в Швеции. Авторы нового обзора изучили, что происходит под поверхностью тундры, пока вечная мерзлота оттаивает, а кустарники и деревья осваивают новые территории. Именно там растения, микроорганизмы и оттаивающий грунт влияют друг на друга и определяют, сколько углерода останется в земле, а сколько попадет в атмосферу. Исследование опубликовал журнал Nature Reviews Earth & Environment.
Миллиарды тонн под замком
Арктика меняется особенно быстро. Вечная мерзлота, которая долгое время удерживала в земле остатки древних растений и другие органические вещества, постепенно оттаивает. Вместе с ней высвобождается часть запасенного углерода. Он может попасть в атмосферу в виде парниковых газов и усилить потепление.
Масштаб этих запасов огромен. По оценкам, вечная мерзлота Арктики содержит от 1460 до 1600 миллиардов тонн органического углерода. Это примерно вдвое больше, чем сейчас находится в атмосфере. При этом оттаивание не означает, что весь углерод сразу окажется в воздухе: его дальнейшая судьба зависит от процессов в почве.
Корневой баланс: между накоплением и выбросами
С одной стороны, корни поддерживают рост растений, которые забирают углекислый газ из атмосферы. Кроме того, корни и их остатки добавляют в почву органические вещества. Так часть углерода может накапливаться в грунте.
С другой стороны, корни взаимодействуют с почвенными микроорганизмами и могут стимулировать их работу. Микробы разлагают органические вещества в почве, а при этом углерод может возвращаться в атмосферу в виде углекислого газа и метана. Оба газа влияют на климат.
Ризосфера — главная арена климатической битвы
Ученые прежде всего изучали ризосферу. Это узкий слой почвы, который непосредственно прилегает к корням растений и находится под их прямым биологическим влиянием.
В ней корни растений и микроорганизмы тесно взаимодействуют, а изменения температуры и состояния мерзлоты могут повлиять на их работу. От этих процессов зависит, станет ли участок тундры поглощать больше углерода или, наоборот, будет отдавать его в атмосферу.
Авторы обзора нашли данные о том, что потепление и оттаивание мерзлоты способны менять рост корней, глубину их проникновения в почву и время, когда они растут в течение года. Меняются и связи между растениями и почвой. Но пока ученым не хватает знаний, чтобы уверенно предсказать, какой из процессов окажется сильнее в разных условиях.
«Наша работа подчеркивает центральную роль процессов, связанных с корнями и ризосферой, в обратных связях между Арктикой и глобальным климатом. Мы надеемся, что она вдохновит ученых подробнее изучать эту важную, но пока малоисследованную тему», — рассказала доцент Университета Умео Геше Блуме-Верри.
Итог работы международной команды ученых прост: ключ к климату будущего зарыт в прямом смысле в землю. Процессы в арктической ризосфере могут стать как надежным щитом от глобального потепления, так и непредсказуемым триггером для новых климатических рекордов.
