Ключевой неопределенностью в климатических прогнозах является количество углерода, выделяемого в результате таяния вечной мерзлоты в Арктике. Корни растений в почве стимулируют микробное разложение - механизм, называемый эффектом прайминга. Международная исследовательская группа, совместно возглавляемая Фридой Кеупер из INRAE и Университета Умео и Биргит Уайлд из Стокгольмского университета, показала, что к 2100 году один только эффект прайминга может вызвать выброс 40 миллиардов тонн углерода из вечной мерзлоты. Исследование было опубликовано сегодня в журнале Nature Geoscience.
Вечная мерзлота - это постоянно мерзлый грунт, в котором содержится столько же углерода, сколько содержится во всех растениях на Земле и в атмосфере вместе взятых. Летом поверхность вечной мерзлоты оттаивает, позволяя растениям и почве процветать. Когда микроорганизмы дышат, они выделяют парниковые газы. Ранее ученые предполагали, что к 2100 году быстрое повышение температуры приведет к выбросу 50-100 миллиардов тонн вечномерзлого углерода. Кроме того, корни растений снабжают микроорганизмы в почве сахаром, который микробы могут использовать для расщепления большего количества почвенной органики. материя - эффект запуска - приводит к еще большему увеличению выбросов парниковых газов.
«Мы знали об эффекте прайминга с 1950-х годов, но мы не знали, оказывает ли это мелкомасштабное экологическое взаимодействие значительное влияние на глобальный углеродный цикл», - говорит научный сотрудник Фрида Кеупер, связанная с Французский национальный исследовательский институт сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды (INRAE) и Университет Умео, Швеция.
Группа исследователей объединила карты активности растений и данные о содержании углерода в почве из Базы данных углерода в почвах северного циркумполярного региона с обширным литературным обзором по грунтовке и свойствам корней растений, чтобы оценить эффект грунтовки в экосистемах вечной мерзлоты и его влияние по выбросам парниковых газов.
Они показывают, что эффект прайминга увеличивает микробное дыхание почвы на 12 процентов, что приводит к дополнительной потере 40 миллиардов тонн углерода к 2100 году по сравнению с текущими прогнозами для вечной мерзлоты. Это равно почти четверти оставшегося «углеродного бюджета» человеческой деятельности, чтобы ограничить глобальное потепление максимум до 1,5°C.
«Эти новые результаты демонстрируют, насколько важно учитывать мелкомасштабные экологические взаимодействия, такие как эффект запуска, при моделировании глобальных выбросов парниковых газов», - говорит Биргит Уайлд, доцент Стокгольмского университета.