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.

2 194

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 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

 

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

Метеоролог, переводчик, блогер.
2 194

Подпишись на нашу рассылку лучших статей и получи журнал бесплатно!

Комментарии

Plain text

  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <iframe> <embed> <br/>
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.

Comment text

  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <br/>

Быстрый вход

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