«Это открытие может стать ключом к тому, чтобы помочь нам найти способ значительно снизить риск того, что усиление засухи и глобального потепления превратят торфяники Земли из поглотителей углерода в источники углерода, как опасались многие ученые», — сказал Кертис Дж. Ричардсон, директор Центр водно-болотных угодий Университета Дьюка и профессор экологии ресурсов в Школе окружающей среды Герцога Николая.Этот естественный механизм был обнаружен в покозиновых болотах возрастом 5000 лет в прибрежной части Северной Каролины.
Предварительные полевые эксперименты предполагают, что это может произойти на торфяниках или экспортировать в них также и в других регионах.«Когда мы взяли экстракты торфа с южных торфяников и поместили их в канадские торфяники, они также замедлили разложение», — сказал Ричардсон.Торфяники — это водно-болотные угодья, которые покрывают только 3 процента суши Земли, но хранят одну треть общего углерода почвы на планете.
Сохраненный углерод, если его не трогать, может оставаться заблокированным в органической почве на протяжении тысячелетий из-за естественных антимикробных соединений, называемых фенолами, которые предотвращают разложение заболоченного торфа.Однако, если торф высохнет, многие ученые предположили, что торфяники перейдут от хранения углерода к его откачке.«Принятая научная парадигма заключается в том, что продолжительная засуха в сочетании с глобальным потеплением и усилением осушения торфяников для сельского и лесного хозяйства снизит уровень воды. Это может привести к высыханию, разложению торфяников и выбросу огромного количества углерода обратно в атмосферу», — сказал он. — сказал Ричардсон. «Наше исследование поддерживает менее ужасный сценарий.
Оно обнаруживает, что умеренная долгосрочная засуха может иметь меньшее влияние на выброс углекислого газа из торфяников, чем ожидалось».Причина, по его словам, кроется в самой почве торфяников.Сравнивая химический состав почвы торфяников покозиновых болот в Северной Каролине с почвой северных торфяников в Канаде, Ричардсон и его команда обнаружили существенное и ранее нераспознанное различие между ними.
«Южные лесные торфяники имеют возраст до 5000 лет и содержат более сложные соединения растительного происхождения, которые позволили им адаптироваться к засухе благодаря механизму, который регулирует накопление фенольных соединений и помогает замедлить разложение», — сказал Хунцзюнь Ван, научный сотрудник компании Герцогский центр водно-болотных угодий.Это естественное приспособление, которое не так широко встречается в почве бореальных торфяников на севере, защищает накопленный углерод напрямую, снижая активность фенолоксидазы, способствующую распаду, во время кратковременной засухи.
Этот механизм также косвенно защищает накопленный углерод, стимулируя сдвиг растительного покрова торфяников в ответ на умеренную длительную засуху. Когда уровень воды падает, растения с низким содержанием фенольных соединений, такие как мох сфагнум, папоротники и осоки, заменяются деревьями и кустарниками с высоким содержанием соединений, замедляющих гниение.«Этот двойной механизм помогает торфу противостоять гниению и адаптироваться к изменению климата», — сказал Ван.
Он считает, что кустарники с высоким содержанием фенола могут естественным образом распространиться на северные торфяники или появиться там при падении уровня воды, что дает надежду на то, что ученые смогут снизить риск больших выбросов углерода.«Нам все еще необходимо определить конкретные ароматические компоненты или группы фенольных соединений, которые ответственны за механизм замедления распада», — сказал Ричардсон. «Растения производят и содержат тысячи соединений, так что это может занять время.
Но оно того стоит. То, что мы узнаем, предоставит нам новые подходы к управлению хранением и потерями углерода на миллионах акров торфяников по всему миру».