Таяние вечной мерзлоты приводит к высвобождению углекислого газа. В то же время в почвах происходит высвобождение фосфора, который способствует ускорению роста растений, что, в свою очередь, приводит к более активному поглощению углекислого газа в процессе фотосинтеза.
Таяние вечной мерзлоты приводит к активному высвобождению углекислого газа из почвы и его выбросу в атмосферу. Однако этот процесс также инициирует положительную обратную связь между углеродом и климатом, вызванную изменением доступности фосфора (P) в почве.
Команда исследователей под руководством профессора Ян Юаньхэ из Института ботаники Китайской академии наук установила, что резкое таяние вечной мерзлоты ускоряет круговорот фосфора в почве, что может оказать влияние на первичную продуктивность растений и связывание углерода в экосистемах с вечной мерзлотой. Проще говоря, за счет активизации оборота фосфора зеленые растения растут более интенсивно и усваивают больше CO2 в процессе фотосинтеза.
В новом исследовании, опубликованном в Nature Climate Change, ученые анализировали, как резкое таяние вечной мерзлоты влияет на процессы преобразования фосфора в почве и его усвоение растениями, а также каким образом это происходит. Они предоставили убедительные доказательства того, что данный процесс ускоряет круговорот фосфора в почве.
Проведя крупномасштабный отбор проб на участках вечной мерзлоты Тибетского нагорья и осуществив анализ содержания изотопов 31P и 33P с помощью ЯМР-спектроскопии и метагеномного секвенирования, исследователи выяснили, что после таяния вечной мерзлоты увеличивается скорость мобилизации фосфора в почве и его усвоение растениями. Рост общих показателей мобилизации фосфора связан с увеличением количества функциональных генов, участвующих в круговороте фосфора.
Кроме того, увеличение поглощения фосфора растениями связано с изменениями в морфологии корней, усилением корневых выделений и снижением конкуренции между микроорганизмами и растениями.
Несмотря на то что оттаивание вечной мерзлоты обычно рассматривается как процесс, превращающий замороженные углеродные запасы из стабильных поглотителей в потенциальные «углеродные бомбы», данное исследование демонстрирует, что этот же процесс ускоряет круговорот фосфора в экосистеме, тем самым повышая ее первичную продуктивность и связывание углерода.