Næringsstoffer begrænser kulstofoptagelsen til langsomme klimaforandringer

Kvælstof og fosfor, der findes i jord, begrænser mængden af ​​kulstofoptagelse lagret i planter og jord, men kort over, hvor dette sker over hele kloden, mangler.

En Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) videnskabsmand og internationale samarbejdspartnere har udviklet en ramme for at teste næringsstofbegrænsninger og et benchmark for nitrogen (N) og fosfor (P) begrænsning for modeller, der skal bruges til forudsigelser af den terrestriske kulstofvaske. Forskningen er offentliggjort i 10. februar -udgaven af Naturgeovidenskab .

CO ₂ emissioner fra menneskelige aktiviteter spiller en dobbelt effekt. På den ene side, CO ₂ forårsager global opvarmning og på den anden side CO ₂ kan stimulere fotosyntesen. Stigningen i fotosyntese kan øge plantevæksten, skabe en feedback, der kan hjælpe med at absorbere noget af CO ₂ i atmosfæren og langsom global opvarmning.

Imidlertid, planter har også brug for de rigtige mængder næringsstoffer til vækst, nemlig nitrogen og fosfor, ikke kun CO ₂ . At forstå næringsstoffernes begrænsende rolle i planternes evne til at hjælpe med at bremse klimaændringer er en prioritet for nøjagtigt at modellere og forudsige klimaændringer.

Forhøjet atmosfærisk CO ₂ og opvarmningsinducerede længere vækstsæsoner resulterer sandsynligvis i større næringsbegrænsning af terrestriske økosystemer.

"På globalt plan, kvælstof- og fosforbegrænsninger begrænser sandsynligvis nuværende og fremtidige økosystemrespons på forhøjet CO ₂ koncentrationer og klimaændringer, "sagde Cesar Terrer, LLNL-videnskabsmand og medforfatter af papiret. "Derfor, forståelse af den rumlige heterogenitet i næringsstofbegrænsning og dens årsager forbliver en høj prioritet. "

I en nylig Naturens klimaforandringer papir, Terrer fandt ud af, at jordens kvælstof og fosfor stærkt begrænser planternes potentiale til at hjælpe med at nedbringe CO ₂ fra atmosfæren. "Nu har vi kvantificeret og kortlagt nitrogen- og fosforbegrænsninger globalt, hvilket vil bidrage til bedre at kvantificere vegetationens rolle til at bremse klimaændringer og foretage mere præcise forudsigelser af den globale opvarmning, " han sagde.

I den nye forskning, holdet fandt fremherskende begrænsede næringsstoffer på tværs af større landbaserede biomer, bekræfter den århundredgamle hypotese om, at tropiske skove primært er begrænset af fosfor, og boreale økosystemer med nitrogen. Teamet kortlagde den globale distribution af nitrogen og fosfor, kvantificere hele området fra nitrogen til fosforbegrænsninger for alle områder på Jorden. Historisk set forskere har antaget, at nitrogen, frem for fosfor, er den dominerende kilde til plantens næringsstofbegrænsninger på verdensplan. Imidlertid, forfatterne har fundet ud af, at fosfor dominerer som en vigtig kilde til plantebegrænsninger i 43 procent af jorden, med "kun" 18 procent begrænset af nitrogen. 39 procent af jorden er samtidig begrænset af nitrogen og fosfor samtidigt.

For at validere teamets forudsigelser af relative næringsbegrænsninger, forskerne udarbejdede en global database over kvælstof- og fosforbegrænsning baseret på vækstrespons på eksperimentelle tilførsler af næringsstoffer i relativt uovervåget økosystem. Et økosystem blev diagnosticeret til at være begrænset af et bestemt næringsstof, hvis tilsætning af næringsstoffet signifikant stimulerede plantevækst.

"Vores kort fremstår ret robust, fordi det er baseret på drivere bestemt af modelvalg identificeret ud fra empiriske data, styrkelse af den nuværende forståelse for mønstre af nitrogen- og fosforbegrænsninger og i overensstemmelse med resultaterne fra feltforsøg, "Sagde Terrer.