Ученые объяснили, как связаны микробы, углерод и климат

Последние научные исследования позволяют по-новому оценить сложное влияние почвенных микроорганизмов на экосистемы, содержание углерода в атмосфере и климат.

3 540

Выбор редакции

Ученым-климатологам, пытающимся разобраться в процессе обмена углерода между почвой и атмосферой, вероятно, придется уделять больше внимания самым маленьким обитателям нашей планеты – почвенным бактериям. Мир, который находится у нас под ногами, остается наименее изученным, только начиная открывать свои тайны. В крошечной щепотке земли обитают миллиарды микроорганизмов сотен разных видов. Какую роль они играют и как взаимодействуют между собой, до сих пор до конца неясно.

 

40% всей территории Земли занимают засушливые регионы. Впрочем, они только кажутся безжизненными  на самом деле их поверхность населена мхами, лишайниками и цианобактериями, образующими биологическую почвенную корку.

 

Ученые объяснили, как связаны микробы, углерод и климат

 

Ученые из геологической службы США занялись изучением этой корки на плато Колорадо, определяя характеристики участков почвы при различных температурах и увлажнении. В частности, исследователи измеряли, какая часть солнечной энергии, попадающей на поверхность, отражается обратно в атмосферу. В климатологии эта величина носит название «альбедо». Она сильно влияет на результаты расчетов климатических моделей.

 

Сочетание дополнительного тепла и влаги превращает темные почвы в светлые, и они начинают отражать больше солнечной энергии. В результате нагрев почвы и атмосферы может снижаться, существенно тормозя глобальное потепление. А вот замещение мхов и лишайников цианобактериями, приводящее к осветлению почвы, в равной степени может ускорить ее эрозию, снизить плодородие и замедлить выведение углекислого газа из атмосферы.

 

«Открытый механизм обратной связи изменений климата и поверхности почв является важнейшим фактором, который ранее не учитывался, – рассказывает биолог Остин Рутерфорд из Университета Аризоны, руководивший исследованием. – Это серьезный шаг вперед в понимании климата, который может помочь совершенствованию климатических моделей».

 

Три года назад исследователи обнаружили, что под поверхностью Великих равнин в США залегают пласты с огромными запасами углерода. Первоначально предполагалось, что этот углерод надежно связан. Но группа ученых из национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Калифорния) провела измерения потока углекислого газа в атмосфере в пойме реки Колорадо и обнаружила, что пятую часть его высвобождают бактерии, обитающие на глубине от 2 до 3,5 метров. Этот слой, расположенный ниже глубины укоренения растений и выше зеркала грунтовых вод, в зоне аэрации, условно считается биологически инертным. Оказалось, что и здесь происходят важные процессы, которые с недавних пор стали учитывать в моделях климатической системы.

 

Еще один аспект взаимосвязи микроорганизмов и климата обнаруживается при изучении так называемых ростостимулирующих ризобактерий, поселяющихся на корнях растений. Команда исследователей из Университета Северной Аризоны проанализировала результаты 52 научных работ, посвященных ризобактериям, и разместила свой отчет в журнале Plant and Soil.

 

Результат деятельности ростостимулирующих ризобактерий

Результат деятельности ростостимулирующих ризобактерий

 

Оказалось, что при заселении злаковых культур ризобактериями урожайность в засушливых условиях увеличивается на 2045% по сравнению с растениями, которые получают достаточное орошение. Хорошо известно, что почвенные бактерии помогают растениям лучше усваивать питательные вещества и противостоять вредителям. Но последние исследования указывают на то, что некоторые микроорганизмы существенно повышают устойчивость и продуктивность культур в периоды засухи, и это стало неожиданностью. Причины и механизмы такого эффекта еще не раскрыты и требуют новых исследований.

 

Новое открытие способно помочь земледельцам в засушливых регионах Земли, особенно в условиях меняющегося климата. А превращение сухих, уязвимых территорий в зеленые ландшафты, поглощающие атмосферный углерод для фотосинтеза, может оказать влияние на всю климатическую систему.

 

По материалам Climate News Network

Naked Science Facebook VK Twitter
Метеоролог, переводчик, блогер.
3 540
Комментарии
Аватар пользователя Специалист
1 ч
Коллеги, нашел интересную информацию сравнения Скайвэй...
Аватар пользователя Специалист
1 ч
Avb, what are you so worried about. I wonder what you...
Аватар пользователя Специалист
2 ч
Игорь, правду вам все равно никто не скажет))) Но то,...

Колумнисты

Физтех
96Статей
Сколтех
36Статей
Discovery Channel
28Статей
СО РАН
6Статей
Комментарии

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку