Это один из выводов нового исследования в Раннем выпуске трудов Национальной академии наук на этой неделе, проведенного исследователями из Университета Райса, Стэнфордского университета и Научного института Карнеги. Исследовательская группа проанализировала данные эксперимента по глобальным изменениям Джаспер-Ридж, который проводится непрерывно с 1998 года. Эксперимент имитирует влияние более высоких температур, увеличения содержания углекислого газа в атмосфере, увеличения загрязнения азотом и увеличения количества осадков на участке площадью 1,8 акра в Джаспер-Ридж в Стэнфорде. Биологический заповедник.
«Была некоторая надежда, что изменение климатических условий приведет к увеличению продуктивности трав и других растений, которые поглощают углекислый газ из атмосферы», — сказал ведущий автор исследования Кай Чжу, глобальный эколог и специалист по анализу данных в Rice. была выдвинута гипотеза, что чистая продуктивность пастбищ может возрасти в более теплых и влажных условиях, которые предсказываются большинством долгосрочных климатических моделей. Наши данные опровергают эту идею ».
Эксперимент Джаспер Ридж включает 136 испытательных площадок, на которых ученые могут изучить, как трава будет расти в условиях, которые, по прогнозам, возникнут в конце этого столетия из-за изменения климата. Эксперимент позволяет ученым проверить четыре переменные: более высокие температуры, повышенное количество осадков, повышенный уровень CO2 в атмосфере и повышенный уровень азота. Графики настроены таким образом, что ученые могут тестировать каждую из переменных независимо и в сочетании.«Глобальные изменения — это довольно сложно», — сказал Чжу, который потратил почти два года на анализ данных Джаспер Ридж во время стажировки в Стэнфорде и Научном институте Карнеги с 2014 по 2016 годы. «Это не просто изменение температуры. изменения в количестве осадков, атмосферном CO2, азоте и многих других вещах.
Если мы хотим получить полное представление обо всем, важно провести эксперименты, такие как Джаспер Ридж, которые управляют более чем одной переменной, как по отдельности, так и в сочетании ».Один очевидный вывод из данных заключается в том, что повышенный уровень CO2 не увеличивает урожай травы.
Вместо этого количество травы, выращиваемой на участках с повышенным содержанием CO2, оставалось неизменным даже при уровнях CO2, почти вдвое превышающих нынешнюю концентрацию в атмосфере.«Отсутствие реакции на выбросы CO2 так же важно, как и любые другие наши выводы», — сказал Чжу. «Это открытие может удивить людей, потому что многие говорили, что, если в атмосфере будет больше CO2, вы получите лучший рост, потому что CO2 является ресурсом для растений. Это популярная гипотеза».Изучив данные со всех тестовых площадок, включая те, где CO2 увеличился в сочетании с более высокими температурами, количеством осадков и уровней азота, и включив более 40 лет климатических записей с участка Джаспер-Ридж, Чжу смог определить оптимальную температуру и влажность. уровни для производства при любых условиях.
Его анализ показал, что средние условия за последние 40 лет близки к оптимальным для выращивания травы, и любое значительное отклонение в сторону более теплых или влажных условий приведет к снижению урожайности земли.«Такие эксперименты, как Джаспер Ридж, предназначены для изучения интерактивных и неожиданных эффектов, которые могут возникнуть в результате глобального изменения окружающей среды», — сказал соавтор исследования Крис Филд, директор-основатель Департамента глобальной экологии Института Карнеги и лаборатории Мелвина и Джоан Лейн.
Профессор междисциплинарных экологических исследований Стэнфордского университета. «Нелинейные интерактивные эффекты температуры и осадков на первичную продуктивность пастбищ, выявленные в ходе этого анализа, подчеркивают ценность этого экспериментального подхода и предполагают, что он может быть полезен при изучении того, как глобальные изменения повлияют на другие типы экосистем».