Този скрит замърсител променя начина, по който „дишат“ горите по света

Учени са установили, че прекомерното азотно замърсяване може да наруши естествения ритъм на „дишането“ на почвата в горите по целия свят, което застрашава тяхната дългосрочна устойчивост. Изследване, публикувано в списанието Nature Communications обяснява защо реакцията на горите към азота може да бъде толкова различна и предлага нов начин за прогнозиране на тези промени.

От началото на индустриалната революция човешката дейност е увеличила приблизително три пъти глобалния приток на азот в околната среда. Торовете, автомобилните емисии и промишлените предприятия изхвърлят в атмосферата реактивен азот, който след това се връща на земята с дъжд, сняг или под формата на твърди частици. Дълго време учените не можеха да разберат защо в едни гори азотът стимулира отделянето на въглероден диоксид от почвата, а в други го потиска. За да разберат това, международен екип от изследователи събра един от най-големите набори от данни за изучаване на почвеното дишане, обединявайки 168 експеримента по добавяне на азот и 3689 наблюдения на естественото дишане на почвата.

Анализът показа, че горите следват един от двата сценария. В бореалните (известни още като тайга) и отдалечените планински гори, където азотът е недостатъчен, допълнителното му постъпване действа като тор: микроорганизмите стават по-активни, корените растат по-бързо, а органичните вещества се разлагат по-интензивно. Този ефект обаче има обратна U-образна форма: след достигане на пика положителното въздействие изчезва и отделянето на CO₂ започва да намалява.

В горите, които вече са пренаситени с азот (например в някои региони на Европа, Източен Китай и източната част на САЩ), допълнителният азот може да наруши сериозно екосистемата. Микробните общности се променят, чувствителните видове изчезват, фините корени умират, а киселинността на почвата се повишава. В такива случаи почвеното дишане може да спадне драстично. В глобален мащаб проучването показа, че азотното замърсяване увеличава почвеното дишане с около 5%. Въпреки това намаляването на отделянето на CO₂ в пренаситените с азот гори не е непременно добра новина. То често сигнализира за упадък на кореновата активност и намаляване на популациите на микроорганизми, които са ключови компоненти на здравите екосистеми и играят важна роля в натрупването на почвен въглерод.

Разработеният от учените нов модел за прогнозиране отчита биохимичните ограничения, видовата толерантност към азота, промените в състава на общностите и глобалните закономерности на отлагането на азот. Намаляването на азотните емисии от селското стопанство, транспорта и промишлеността може да помогне за защитата на въглерода, съхранен в горските почви, и да предотврати преминаването на екосистемите през критичните прагове на насищане.