Азотные осадки стимулируют рост деревьев и перераспределение фотосинтатов в древесину в лесах умеренного и бореального поясов

Из-за деятельности человека в атмосферу поступает всё больше реакционноспособного азота (N), что ведёт к увеличению глобальных атмосферных азотных осадков. Существующие эксперименты по моделированию таких осадков обычно проводятся в лесах с низким фоновым содержанием азота и в течение короткого времени. В Китае уровень азотных осадков последние десять лет остаётся стабильно высоким. Наше понимание долгосрочной реакции роста деревьев на добавление азота ограничено.

Распределение фотосинтетических углеводов между органами дерева — важный фактор, определяющий способность леса поглощать углерод (C). Азотные осадки могут влиять на распределение фотосинтатов и, следовательно, на ёмкость лесного углеродного стока.

Группа под руководством профессора Фан Юнтина из Института прикладной экологии Китайской академии наук провела эксперименты по моделированию азотных осадков в лиственничном и смешанном лесах на базе Национальной станции наблюдений и исследований «Цинъюань». В период с 2014 по 2021 год учёные отслеживали реакцию роста деревьев и производства опада, чтобы выявить влияние азота на рост и распределение углерода.

Также был проведён метаанализ данных о росте деревьев и распределении углерода из других подобных экспериментов в лесах умеренного и бореального поясов по всему миру, чтобы проверить, существуют ли общие закономерности влияния азотных осадков.

Результаты исследований:

• Восемь лет моделирования азотных осадков (50 кг N га^-1 год^-1) увеличили общий прирост биомассы на 24% как в лиственничном, так и в смешанном лесах. C-N отклик общей биомассы составил 11 и 10 кг углерода на кг азота в этих лесах соответственно.
• Добавление азота увеличило общее производство опада (на 9%) и листового опада (на 14%) в смешанном лесу, причём положительный эффект ослабевал со временем.
• Добавление азота повысило соотношение прироста древесной биомассы к производству листового опада (на 34% в лиственничном и на 8% в смешанном лесу), что указывает на более сильное стимулирующее влияние азота на прирост древесины, чем на листовой опад.

Метаанализ данных других экспериментов по всему миру показал схожую с цинъюаньскими лесами картину: моделируемые азотные осадки в среднем увеличивали прирост древесной биомассы на 24%, а производство листового опада — на 9%.

Эти результаты означают, что азотные осадки стимулируют рост деревьев и могут смещать распределение углерода в надземной части в сторону древесных тканей, а не листвы, в лесах умеренного и бореального поясов по всему миру. Это способствует усилению стабильного углеродного стока лесов в условиях изменения климата, такого как глобальное потепление.

Исследование «Влияние азотных осадков на распределение углерода между древесиной и листьями в лесах умеренного пояса» опубликовано в журнале Plants, People, Planet.