С 1998 по 2021 год американские ученые проводили полевое исследование в научном заповеднике. На 108 участках земли они выращивали до 16 видов злаков и травянистых растений. В каждый период роста видов команда обрабатывала участки углекислым газом и азотом, а затем подсчитывала количество растений. Оказалось, что в первые 10 лет повышенный уровень углекислого газа компенсировал потери видов, вызванные излишком азота. Однако спустя еще десять-двенадцать лет углекислый газ, наоборот, ускорил гибель растений практически более чем в два раза по сравнению с контрольными участками. По словам авторов, результаты распространяются не только на луга, но и на другие экосистемы. Исследование опубликовано в журнале Nature.
В XXI веке биоразнообразию угрожают загрязнение воздуха азотом и повышение уровня углекислого газа, однако неизвестно, как они связаны между собой. Усиливает ли рост концентрации CO2 потери видов, вызванные азотом, или ослабляет их?
Ответ на этот вопрос решили дать американские ученые. С 1998 по 2021 год они проводили масштабное полевое исследование в научном заповеднике Cedar Creek Ecosystem Science Reserve. На каждом из 108 участков земли размером 2 на 2 метра выращивалось до 16 видов злаков и травянистых растений, включая полевые цветы. Во время роста видов исследователи обрабатывали половину участков дополнительным углекислым газом из перфорированных вертикальных труб, а на другую половину вносили азотные удобрения. В конце каждого лета ученые подсчитывали количество видов растений на каждом участке.
В первые десять лет повышенный уровень углекислого газа компенсировал потери видов, связанные с обогащением азотом, в два раза: без CO2 азот снижал разнообразие на 16%, а с ним — на 8%. Однако со временем эта связь обратилась вспять. Повышенный уровень CO2 усилил потерю видов с азотом. К последним восьми годам исследования количество видов на участке с дополнительным азотом сокращалось в среднем на 7% в год, а при увеличенной концентрации углекислого газа — на 19%.
В условиях загрязнения окружающей среды растения начали бороться за выживание. Так, постепенно доминирующим видом стал бородач Жерара (Andropogon gerardii) — высокое травянистое растение, обитающее в Северной Америке. Он возвышался над «соседями» и закрывал им доступ к солнечному свету. Из-за этого исчезли многие полевые цветы, включая Amorpha canescens с фиолетовыми цветами и Solidago rigida с желтыми.
Эксперимент показал, что повышение уровня углекислого газа усугубляет осаждение азота на растения. По словам авторов, это угрожает биоразнообразию лугов во всем мире.
«Опасения по поводу изменений биоразнообразия, в том числе из-за утраты среды обитания, учащения пожаров и изменения климата, необходимо рассматривать в контексте повышения уровня углекислого газа и изменения уровня осаждения азота, которые, вероятно, также оказывают значительное воздействие на многие экосистемы. Призывы к сохранению и восстановлению биоразнообразия уже достигли апогея. Наши результаты только усиливают это стремление», — рассказал Питер Райх, ведущий автор исследования из Мичиганского университета, США.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
