Но новое исследование, проведенное исследователем из Университета Юты Дженнифер Дж. Фоллстад Шах в сотрудничестве с командой из 15 ученых из США и Европы, предполагает, что эти скорости распада могут не увеличиться так сильно, как ожидалось. Фактически, исследование показывает, что средняя скорость разложения может увеличиться на 5–21 процент при повышении температуры воды на 1–4 градуса Цельсия — вдвое меньше, чем при увеличении на 10–45 процентов, предсказанном метаболической теорией. Среднегодовая температура воды в некоторых ручьях и реках в настоящее время повышается ежегодно примерно на 0,01–0,1 градуса Цельсия из-за изменений климата и землепользования.
Исследование «Глобальный синтез температурной чувствительности разрушения листового опада в ручьях и реках» было опубликовано 28 февраля в журнале Global Change Biology.Ручьи и реки покрывают около 3 процентов поверхности суши, но вносят важный вклад в глобальный углеродный цикл.
Эти водные пути составляют главную среду обитания, где органические вещества, такие как опавшие листья, трансформируются в результате физических процессов и потребления микробами и беспозвоночными. Часть потребляемого органического вещества способствует росту этих организмов, но часть «теряется» ниже по течению, поскольку беспозвоночные разрывают подстилку на более мелкие кусочки, а часть выбрасывается в атмосферу в виде углекислого газа через дыхание.
Двуокись углерода — это парниковый газ, который способствует глобальному потеплению и закислению океана.Более теплая вода усиливает распад органических веществ, но неясно, приведет ли изменение климата к большему выбросу углерода в атмосферу по сравнению с углеродом, транспортируемым вниз по течению в океан.
«Этот процесс не так очевиден, как таяние ледяных шапок, и воздействует на харизматическое существо, такое как белый медведь, но это важный индикатор глобального изменения климата», — сказал Фоллстад Шах, и тот, который имеет значение для значений, используемых в климате. изменить модели.«Мы еще многого не понимаем в углеродном цикле», — сказала она. «Понимание температурной чувствительности экосистемных процессов, которые управляют круговоротом углерода, необходимо при повышении глобальной температуры».В новом исследовании были рассмотрены данные из более чем 1000 отчетов, представляющих 41 страну и 85 различных видов растений, с целью количественной оценки чувствительности разрушения подстилки в ручьях и реках к изменениям температуры. При этом учитывались плотность беспозвоночных, глобальное положение и качество подстилки как факторы, контролирующие температурную чувствительность разложения подстилки.
Исследование показало, что повышение температуры, вероятно, увеличит скорость разложения подстилки, но не так быстро, как ожидалось на основе метаболической теории, сказал Фоллстад Шах. Метаболическая теория утверждает, что скорость метаболизма организмов, которая частично зависит от температуры, определяет экологические процессы.
В этом случае, согласно теории метаболизма, скорость разложения подстилки будет зависеть от скорости метаболизма организмов ручья, которая стимулируется повышенными температурами.Фоллстад Шах и его коллеги обнаружили, что температурная чувствительность разложения подстилки в тропических биомах выше, чем в умеренных. По оценкам исследования, примерно 10-процентное увеличение скорости разрушения подстилки требует повышения только на 1 градус Цельсия в тропиках и на 4 градуса Цельсия в умеренных биомах.
Температурная чувствительность различалась для разных типов растений, что, как показывают данные, может быть связано с различиями в химическом составе листьев. Исследование также показало, что температурная чувствительность разрушения листового опада была одинаковой, независимо от того, опосредовано ли оно только микробами или микробами и беспозвоночными.Это говорит о том, что баланс между количеством выделяемого углекислого газа и количеством углерода, остающегося в твердой форме — опавшие листья, движущиеся вниз по течению в виде более мелких частиц в океан, — должен оставаться относительно постоянным даже при повышении температуры, сказал Фоллстад Шах.
Это также предполагает, что можно сделать первоначальный широкомасштабный прогноз реакции скорости разрушения на изменение температуры потока.«Наше исследование применимо к усилиям, использующим стандартизированные меры для измерения состояния ручьев и рек», — сказала она.
Многие ручьи и реки по всему миру повреждены. Иногда ухудшение связано с изменением температуры воды или другими формами загрязнения.«Распад помета — это интегрирующий процесс.
Его можно рассматривать как пищеварительную систему», — сказал Фоллстад Шах. «Мы можем определить, находится ли ручей или река в хорошем состоянии, если мы знаем, как ожидается изменение расщепления подстилки в различных условиях, подобно тому, как врачи диагностируют здоровье человека».