Как азотное загрязнение меняет дыхание лесов

Леса дышат. Не так, как мы, но тоже ритмично и непрерывно. Под каждым деревом, в почве, работают миллиарды микроорганизмов и корней. Они разлагают листья, древесину, органику и выделяют углекислый газ. Этот процесс учёные называют почвенным дыханием. И он один из крупнейших потоков углерода на планете.

Но новое исследование показало: это дыхание всё чаще сбивается с ритма. Виной всему азотное загрязнение, которое оседает на леса с дождём, снегом и пылью из воздуха. Удобрения, выхлопы машин, заводские трубы всё это выбрасывает в атмосферу реактивный азот. И он возвращается на землю, меняя жизнь лесов.

Что происходит с лесами?

Учёные долго не могли понять: почему одни леса от азота «оживают» и начинают дышать чаще, а другие замирают и почти перестают выделять углекислый газ?

Оказывается, всё зависит от того, сколько азота в лесу уже есть.

• Если лесу не хватает азота (такое бывает в северных бореальных лесах и высокогорьях), то добавление азота действует как удобрение. Микробы активизируются, корни растут быстрее, органическое вещество разлагается энергичнее. Дыхание почвы усиливается. Лес словно просыпается и начинает быстрее перерабатывать углерод.

• Но если лес уже перенасыщен азотом (как во многих регионах Европы, восточного Китая и восточных штатов США), то добавление новых порций яда приводит к обратному эффекту. Микробные сообщества меняются, чувствительные виды исчезают, корни отмирают, почва закисляется. Дыхание резко падает. И это не «хорошее» замедление, оно означает, что экосистема теряет устойчивость.

Переломный момент

Исследователи обнаружили чёткий порог: сначала дыхание растёт, достигает пика, а потом, если азота становится слишком много, обрушивается вниз. Это как перевернутая горка. Один и тот же загрязнитель может либо подстегнуть лес, либо разрушить его изнутри.

И это исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, впервые позволяет предсказывать, как конкретный лес отреагирует на азотную нагрузку. Учёные собрали данные 168 экспериментов по всему миру, тысячи наблюдений, применили машинное обучение и создали глобальные карты уязвимости.

Почему это важно для климата?

Почвенное дыхание выделяет в атмосферу в 7–8 раз больше углерода, чем все заводы и автомобили мира вместе взятые. Даже небольшое изменение этого процесса может сдвинуть глобальный углеродный баланс.

Пока что в среднем по планете азотное загрязнение увеличивает дыхание лесов примерно на 5%. Но в регионах, где леса уже перенасыщены, мы видим тревожное замедление. Это не спасение от потепления, а сигнал бедствия: лес теряет способность поддерживать себя, его почвы становятся бедными и кислыми, углерод перестаёт накапливаться.

Что мы можем сделать?

• Сокращать использование азотных удобрений в сельском хозяйстве, переходить на органику и точное земледелие.

• Поддерживать чистый транспорт и промышленность, чтобы меньше азота попадало в воздух.

• Защищать леса от вырубки и деградации, здоровый лес лучше справляется с нагрузками.

• Требовать от властей включать азотное загрязнение в климатические стратегии.

Каждый из нас может внести вклад: покупать продукты без лишней химии, экономить энергию, выбирать электромобили или общественный транспорт. И помнить: то, что мы выбрасываем в воздух, возвращается к нам: дождём, снегом и тихим, но важным дыханием лесов.