Подземная битва за фосфор: почему эвкалипты не растут быстрее при высоком уровне CO₂
Повышение концентрации углекислого газа (CO₂) в атмосфере ускоряет рост многих деревьев, но не австралийских эвкалиптов. Новое исследование, опубликованное в Nature, показывает, что причина кроется в подземной конкуренции за фосфор — ключевой минерал для роста растений.
Суть эксперимента
Учёные использовали данные шестилетнего эксперимента EucFACE (Eucalyptus Free Air CO₂ Enrichment) в Западном Сиднее. В столетнем лесу уровень CO₂ искусственно повышали до значений, прогнозируемых на 205 год при текущей траектории выбросов.
Несмотря на ожидания, деревья не показали прироста биомассы. Гипотеза о дефиците фосфора подтвердилась.
Роль микробов и дефицит фосфора
Фосфор необходим для фотосинтеза. В почве его преобразуют в доступную форму микроорганизмы (микробы), разлагающие органику.
- Большинство австралийских (а также тропических и субтропических) почв изначально бедны фосфором.
- Трассировка фосфора в экосистеме показала: в условиях высокого CO₂ микробы удерживают больше фосфора для собственного метаболизма, оставляя меньше деревьям.
- Деревья пытались «договориться», выделяя в почву дополнительный углерод для питания микробов, но это не помогло.
- Даже эффективная рециркуляция фосфора деревьями (они извлекают 50% фосфора из листа перед его опадением) не компенсировала дефицит для нового роста.
Последствия для климатических прогнозов
Это открытие имеет глобальное значение:
- Первый случай, когда показано влияние высокого CO₂ на цикл фосфора с ключевой ролью почвенных микробов.
- Климатические модели сегодня предполагают, что рост лесов из-за увеличения CO₂ будет ограничивать глобальное потепление, выступая в качестве углеродного «стока».
- Если полученные данные верны для других регионов, будущее потепление может быть сильнее текущих прогнозов.
Требуется проверка результатов на других типах лесов (например, в амазонских тропических лесах, где также наблюдается сильный дефицит фосфора).
Важно: это не отменяет ценности лесов как гигантских хранилищ углерода. Сохранение существующих лесов и лесовосстановление остаются критически важными. Исследование подчёркивает необходимость учитывать плодородие почв, особенно доступность фосфора, при прогнозах роста лесов и климатическом планировании.