Нет худа без добра: как таяние вечной мерзлоты влияет на климат

Таяние вечной мерзлоты высвобождает углекислый газ. Однако параллельно в почвах высвобождается фосфор. Он ускоряет рост растений, которые начинают активнее поглощать углекислый газ в процессе фотосинтеза.

Тибетское нагорье — самое большое по площади (около 2,5 млн км²) и высочайшее (средняя высота 4877 м) нагорье мира. Протяженность с запада на восток 2500 км, с юга на север 1000 км. Очень разнообразно по рельефу, флоре и фауне.

Источник: https://commons.wikimedia.org/

Таяние вечной мерзлоты стимулирует интенсивное высвобождение углекислого газа из почвы и его выброс в атмосферу.  Но этот процесс также запускает положительную углеродно-климатическую обратную связь, которая обусловлена изменением доступности фосфора (P) в почве.

Исследовательская группа под руководством профессора Ян Юаньхэ из Института ботаники Китайской академии наук сообщила, что резкое таяние вечной мерзлоты ускоряет круговорот фосфора в почве, что может повлиять на первичную продуктивность растений и связывание углерода в экосистемах с вечной мерзлотой. Говоря простыми словами, благодаря усиленному обороту фосфора зеленые растения активнее растут и  усваивают больше CO₂ в процессе фотосинтеза.

Концептуальная диаграмма, показывающая ускоренный круговорот фосфора в грунте при резком таянии вечной мерзлоты. Автор: Ли Цзилян

Источник: https://phys.org/

В новом исследовании, опубликованном в Nature Climate Change, ученые изучали, влияет ли резкое таяние вечной мерзлоты на процессы преобразования фосфора в почве и на поглощение фосфора растениями, а также каким образом. Они представили четкие доказательства того, что это ускоряет круговорот фосфора в почве.

С помощью крупномасштабного отбора проб на участках вечной мерзлоты Тибетского нагорья с последующим анализом содержания изотопов ³¹P и ³³P в ходе ЯМР-спектроскопии и метагеномного секвенирования исследователи установили, что после таяния вечной мерзлоты скорость мобилизации фосфора в почве и его поглощение растениями увеличиваются. Увеличение общих показателей мобилизации фосфора связано с повышением количества функциональных генов, участвующих в круговороте фосфора.

Тибетские яки тоже рады таянию вечной мерзлоты — это увеличивает их кормовую базу.

Источник: Unsplash

Кроме того, усиление поглощения фосфора растениями совпадает с изменениями в морфологии корней, усилением корневых выделений и снижением конкуренции микроорганизмов с растениями.

Хотя оттаивание вечной мерзлоты обычно считается процессом, превращающим замороженные запасы углерода из стабильных поглотителей в потенциальные «углеродные бомбы», это исследование показывает, что тот же процесс ускоряет круговорот фосфора в экосистеме, тем самым повышая ее первичную продуктивность и связывание углерода.

Лиственница Потанина — один из символов высокогорных районов Китая и Непала.

Источник: https://commons.wikimedia.org/

Эти результаты дают важную информацию для точного прогнозирования судьбы углерода в вечной мерзлоте и для разработки стратегий по смягчению последствий его воздействия в регионах, чувствительных к изменению климата, прежде всего в Арктике.