Historiske nedbørsniveauer er betydelige i kulstofemissioner fra jord

Forskere har vidst, at mikrober, der lever i jorden, kan spille en stor rolle i at producere atmosfærisk kulstof, der kan fremskynde klimaændringer, men nu har forskere fra University of Texas i Austin opdaget, at jordmikrober fra historisk vådere steder er mere følsomme over for fugt og udsender betydeligt mere kulstof end mikrober fra historisk tørrere områder. Fundene, rapporteret i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences , pege på vejen mod mere nøjagtig klimamodellering og forbedre videnskabsmænds forståelse af distinkte regionale forskelle i mikrobielt liv.

Mikrober i jorden tilføjer mellem 44 milliarder og 77 milliarder tons kulstof til atmosfæren hvert år - mere end alle fossile brændstoffer tilsammen - gennem en proces kaldet respiration. Mens planeten opvarmes, jordens respiration forventes at stige, men prognosemagere har haft problemer med at præcisere, hvor meget. Den nye forskning indikerer, at for at gøre et bedre stykke arbejde med at forudsige ændringer i jordens respiration, prognosemagere skal være opmærksomme ikke kun på klimaændringer, men også på klimahistorien, da mikrober reagerer forskelligt på skift i deres miljø i vådere og tørrere områder.

I regioner med mere nedbør historisk set, jordmikrober viste sig at respirere dobbelt så meget kulstof til atmosfæren som mikrober fra tørrere områder. Forskere fastslog, at dette skyldtes, at mikroberne reagerede forskelligt på forandringer:Dem fra de vådeste områder var fire gange så følsomme over for ændringer i fugt som deres modstykker fra de tørreste områder.

"Nuværende modeller antager, at jordmikrober på ethvert sted rundt om i verden udviser de samme reaktioner på miljøændringer og gør det øjeblikkeligt, " siger Christine Hawkes, professor i integrativ biologi, "men vi demonstrerede, at historisk nedbør former jordens respirationsrespons."

Det er uklart, om indsigten i, hvordan jordmikrober reagerer på fugt, drastisk vil ændre resultaterne af verdensomspændende klimamodelleringsbestræbelser, hvilken, indtil nu, har taget forskellige tilgange til at estimere, hvordan jordrespiration reagerer på fugt. Inkorporerer den nye opdagelse i økosystemmodeller, imidlertid, kunne hjælpe med at forbedre forudsigelser baseret på lokale eller regionale forskelle i jordrespiration og klimahistorie.

Hawkes og teamet gennemførte tre langsigtede undersøgelser, der involverede feltforskning og laboratorieeksperimenter, der fandt sted over seks år. I hvert tilfælde, opdagelsen var den samme:Historiske nedbørsniveauer viste sig at være afgørende for, hvordan jordmikrober ville reagere på forandringer, påvirker resultatet ligesom temperaturen gør.

"Har du hørt om replikationskrisen? Nå, vi testede dette på tre forskellige måder, og vi kunne ikke få jorden til at gøre noget anderledes, " siger Hawkes. "Dette tyder på, at arven fra nedbøren vil begrænse fremtidig jordfunktion, men vi har brug for yderligere undersøgelser for at finde ud af hvor meget og hvor længe."

Forskningen fremhæver også hidtil ukendte nuancer om samfundene af mikrober, der lever under jorden. Enkel og mikroskopisk, mikrober har ikke desto mindre karakteristiske træk. Gennem nedbrydning og respiration, jordmikrober påvirker balancen mellem kulstof fanget under jorden og udsendes til atmosfæren, og denne balance er ikke den samme fra et regionalt samfund til det næste, lærte UT Austin-forskerne. De undersøgte jord indsamlet på forskellige steder i Texas langs Edwards Plateau og fandt ud af, at mikrober fra de tørreste jordprøver (som lever i områder med en fjerdedel så meget vand som mikroberne fra de vådeste jorde) reagerede med en brøkdel af deres kulstofemissioner. vådjord fætre produceret. Disse forskelle fortsatte uanset andre jordegenskaber.

"Fordi mikrober er små og enormt forskellige, vi har denne idé, at når miljøet ændrer sig, mikrober kan hurtigt bevæge sig rundt eller flytte lokal overflod for at spore den miljøændring, " sagde Hawkes. "Vi opdagede, imidlertid, at jordmikrober og deres funktioner er meget modstandsdygtige over for forandringer. Modstand mod miljøændringer betyder noget, fordi det betyder, at tidligere lokale forhold vil begrænse, hvordan økosystemer fungerer, når de står over for et skift i klimaet."