Загрязненная выхлопными газами почва влияет на глобальное потепление

Промышленное производство, сельскохозяйственные методы и, что особенно важно, транспортные средства — все они сжигают ископаемое топливо, которое выделяет азот в воздух. В результате уровень азота в атмосфере Земли утроился с 1850 года. Исследовательская группа из Калифорнийского университета в Риверсайде хотела понять, влияет ли этот дополнительный азот на способность почвы удерживать углерод и препятствовать тому, чтобы он стал парниковым газом.

Поскольку азот используется в качестве удобрения для растений, мы ожидали, что дополнительный азот будет способствовать росту растений, а также микробной активности, тем самым увеличивая содержание углерода в почве,

сказал Питер Хомяк, соавтор исследования и доцент кафедры наук об окружающей среде UCR. 

В засушливой почве, которая покрывает большую часть Южной Калифорнии, они не видели ничего подобного. Вместо этого команда обнаружила, что при определенных условиях дополнительный азот вызывает подкисление почвы в засушливых районах и выщелачивание кальция. Кальций связывается с углеродом, и эти два элемента вместе покидают почву. Этот вывод подробно описан в журнале Global Change Biology.

Чтобы получить свои результаты, исследовательская группа взяла образцы почвы из экологических заповедников недалеко от Сан-Диего и Ирвина, которые были удобрены азотом в ходе долгосрочных экспериментов. Это позволило им точно знать, сколько азота было добавлено, и учесть любые наблюдаемые эффекты.

Во многих случаях азот может влиять на биологические процессы, которые, в свою очередь, влияют на то, как почва хранит углерод. Такие процессы включают подпитку роста растений, а также замедление микробов, которые помогают разлагать мертвые вещества в почве. Чего исследователи не ожидали, так это большого влияния на хранение углерода за счет абиотических или небиологических средств.

Шкала рН измеряет, насколько кислым или щелочным — основным — является что-либо. Как правило, почвы сопротивляются резким изменениям pH, высвобождая такие элементы, как кальций, в обмен на кислотность. Поскольку азот подкислял почвы на некоторых участках этого исследования, почва пыталась противостоять этой кислотности, выделяя кальций. При этом часть углерода, стабилизированного ассоциацией с кальцием, была потеряна.

Это удивительный результат, потому что основной эффект кажется абиотическим. Это означает, что голые участки почвы без растительного покрова и с низкой микробной активностью, которые я всегда считал областями, где мало что происходит, по-видимому, также подвержены загрязнению азотом,

сказал Иоганн Пюспок, аспирант UCR по экологическим наукам и первый автор исследования. 

Почва засушливых земель, характеризующаяся ограниченной способностью удерживать влагу и низким содержанием органических веществ, покрывает примерно 45% площади суши Земли. Он отвечает за хранение большого количества углерода в мире. Будущие исследования могут пролить больше света на то, насколько почва засушливых земель подвержена влиянию загрязнения азотом, как это было на исследуемых участках.

Нам нужно больше информации о том, насколько широко распространены такие эффекты подкисления и как они работают в неэкспериментальных условиях осаждения азота,

сказал Пюспок.

Однако, поскольку нет быстрого решения для этого явления и нет четкого способа обратить вспять процесс после того, как он начался, исследователи рекомендуют максимально сократить выбросы, чтобы помочь почве сохранить свои запасы углерода.

Загрязнение воздуха, вызванное сжиганием ископаемого топлива, влияет на многие вещи, в том числе на здоровье человека, вызывая астму. Это также может повлиять на количество углерода, которое эти засушливые системы могут хранить для нас. По многим причинам мы должны справиться с загрязнением воздуха,

сказал Хомяк.