Undersøgelser finder tilgængelighed af nitrogen til planter faldende, når klimaet varmes op

Forskere har fundet ud af, at globale ændringer, herunder opvarmningstemperaturer og øgede niveauer af kuldioxid i atmosfæren, forårsager et fald i tilgængeligheden af ​​et centralt næringsstof til terrestriske planter. Dette kan påvirke skovenes evne til at optage kuldioxid fra atmosfæren og reducere mængden af ​​næringsstoffer til rådighed for de væsner, der spiser dem.

"Selvom atmosfærisk kuldioxid er stabiliseret på lave nok niveauer til at afbøde de mest alvorlige virkninger af klimaændringer, mange terrestriske økosystemer vil i stigende grad vise tegn på for lidt nitrogen i modsætning til for meget, "sagde studieforfatter Andrew Elmore fra University of Maryland Center for Environmental Science." Forebyggelse af disse fald i nitrogentilgængelighed understreger yderligere behovet for at reducere menneskeskabte kuldioxidemissioner. "

Selvom fokus på nitrogentilgængelighed ofte er på udviklet, kystområder, såsom Chesapeake Bay, der kæmper med eutrofiering - afstrømning af kvælstofforurening fra befrugtede gårde og græsplæner, der fodrer alger og blomstrer og fører til reduktion af ilt i vandene - historien er meget anderledes på mindre udviklet jord, såsom bjergene i det vestlige Maryland.

"Denne idé om, at verden er fyldt med nitrogen, og at nitrogenforurening forårsager alle disse miljøeffekter, har været fokus for samtaler i den videnskabelige litteratur og populær presse i årtier, "sagde Elmore." Hvad vi finder er, at det har skjult denne langsigtede tendens i uændrede systemer, der er forårsaget af stigende kuldioxid og længere vækstsæsoner. "

Forskere studerede en database med bladkemi for hundredvis af arter, der var blevet indsamlet fra hele verden fra 1980-2017 og fandt en global tendens i faldende tilgængelighed af nitrogen. De fandt ud af, at de fleste terrestriske økosystemer, såsom skove og jord, der ikke er blevet behandlet med gødning, bliver mere oligotrofiske, hvilket betyder, at der er for få næringsstoffer til rådighed.

"Hvis nitrogen er mindre tilgængeligt, har det potentiale til at reducere skovens produktivitet. Vi kalder det oligotrofiering, "sagde Elmore." I det skovklædte vandskel, det er ikke et ord, der bruges meget til terrestriske systemer, men det angiver den retning, tingene går. "

Kvælstof er afgørende for vækst og udvikling af planter. På skovbunden, mikrober nedbryder organisk stof såsom nedfaldne blade og frigiver nitrogen til jorden. Træet henter det nitrogen for at bygge proteiner og vokse. Imidlertid, da træer har adgang til mere kulstof, flere og flere mikrober bliver nitrogenbegrænsede og frigiver færre næringsstoffer til træerne.

"Denne nye undersøgelse tilføjer en voksende mængde viden om, at skove ikke vil være i stand til at opsamle så meget kulstof fra atmosfæren, som mange modeller forudsiger, fordi skovvækst er begrænset af nitrogen, "sagde Eric Davidson, direktør for University of Maryland Center for Environmental Science's Appalachian Laboratory. "Disse nye indsigter ved hjælp af nye isotopanalyser giver en ny række beviser for, at fald i CO2 -emissioner er presserende påkrævet."

I USA og Europa, regler om kulfyrede kraftværker har reduceret mængden af ​​kvælstofaflejring som en konsekvens af ren luftregulering, der forsøger at bekæmpe sur regn. På samme tid, stigende kuldioxidniveauer i atmosfæren og længere vækstsæsoner øger nitrogenbehovet for planter til at vokse.

"Der er nu flere bevislinjer, der understøtter oligotrofieringshypotesen, "sagde studieforfatteren Joseph Craine, en økolog med Jonah Ventures. "Ud over fald i bladkemi, vi ser græssende kvæg blive mere proteinbegrænset, pollenproteinkoncentrationer falder, og reduktioner af nitrogen i mange vandløb. Disse prikker begynder at forbinde sig til et omfattende billede af for meget kulstof, der strømmer gennem økosystemer. "

Papiret, "Isotopiske beviser for oligotrofiering af terrestriske økosystemer" blev offentliggjort i Naturøkologi og evolution af Andrew Elmore og David Nelson fra University of Maryland Center for Environmental Science og Joseph Craine fra Jonah Ventures.