Высокий уровень углекислого газа в атмосфере – один из главных факторов изменения климата. Принято считать, что его избыток может стимулировать рост растений, которые, в свою очередь, поглощают больше CO₂ и замедляют глобальное потепление. Однако этот положительный эффект, известный как «эффект углеродного удобрения», напрямую зависит от доступности азота – ключевого питательного элемента для роста. Новое исследование с участием ученых из Университета Граца показывает, что климатические модели значительно завышали этот полезный эффект.
Растения не могут усваивать азот напрямую из воздуха. Сначала микроорганизмы в почве должны преобразовать его в доступную форму в процессе, называемом азотфиксацией. Этот процесс происходит как в естественных экосистемах, так и на сельскохозяйственных угодьях. «Хотя в природе этот процесс был значительно переоценен, в сельском хозяйстве за последние 20 лет он увеличился на 75 процентов», – отмечает биолог Беттина Вебер, обобщая выводы предыдущих работ.
Опираясь на эти результаты, международная исследовательская группа под руководством Сиан Коу-Гисбрехт из Университета Саймона Фрейзера в Канаде провела новый анализ, опубликованный в научном журнале PNAS. Ученые пересмотрели методы расчета азотфиксации в так называемых моделях земных систем – сложных компьютерных симуляциях, которые используются для прогнозирования климатических тенденций и лежат в основе докладов Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
«Мы сравнили различные модели земных систем с текущими данными по фиксации азота и обнаружили, что они завышают этот показатель на природных территориях примерно на 50 процентов», – объясняет Вебер. Поскольку растения зависят от этого процесса для получения азота, такая переоценка имеет серьезные последствия. Согласно исследованию, это приводит к общему снижению прогнозируемого эффекта углеродного удобрения примерно на 11 процентов.
Корректировка климатических моделей имеет решающее значение. Беттина Вебер подчеркивает, что это необходимо, поскольку в ходе азотного цикла образуются и другие соединения, например, оксиды азота и закись азота, которые сами являются мощными парниковыми газами. Их выброс в атмосферу может нарушить климатические процессы. Таким образом, точный учет динамики азота необходим для составления надежных прогнозов о том, как экосистемы и климат будут реагировать на изменения в будущем.
