Puvinio kraikas pagerina klimato modelius

Ilgalaikis tyrimas lemia naujas, supaprastintas azoto išsiskyrimo iš dirvožemio lygtis

Kraikas išskiria azotą skilimo metu © William S. Currie
skaityti garsiai

Gerus dešimt metų jie puvėsi įvairiose pasaulio vietose, taikiai prausėsi: tinklinius maišus su augalų liekanomis ir lapais. Bet dabar jie galėtų padėti tobulinti būsimus klimato modelius. Nes dabar „Science“ paskelbtas tyrimas padėjo tyrėjams tiksliau apskaičiuoti azoto kiekį, išsiskiriantį iš tokių skilimo procesų iš dirvožemio į atmosferą.

Daugiau nei tris ketvirtadalius oro, kuriuo kvėpuojame, sudaro azotas - esminis elementas, kuris randamas kaip pagrindinis visų amino rūgščių, taigi ir visų mūsų kūno baltymų, elementas. Dirvožemyje organinius azoto junginius bakterijos paverčia neorganinėmis formomis, tokiomis kaip amonis arba nitratas - pagrindinės augalų augimui būtinos maistinės medžiagos. Tuo pat metu azoto ir anglies ciklai yra lemiami klimato sistemos, taigi ir modelio, prognozuojančio klimato pokyčius, veiksniai.

Azoto ciklas labai svarbus modeliams

„Kai konstruojame kompiuterinius modelius, skirtus numatyti būsimus klimato pokyčius, lemiamą vaidmenį vaidina gebėjimas tiksliai nuspėti azoto ir anglies ciklus“, - sakė Kalifornijos universiteto Berkeley universiteto ekosistemų tyrimų profesorius Whendee Silver. Kartu su kolegomis iš Kolorado valstijos universiteto ji sukūrė lygtis iš duomenų, surinktų 21 bandymo vietoje visame pasaulyje, kurie apibūdina procese vykstančius cheminius procesus. „Sudėtingos biogeochemijos pasaulyje mes sužinojome, kad šis pamatinis augalų ir mikrobų mitybinių medžiagų apykaitos procesas iš tikrųjų yra gana lengvas“, - teigė tyrėjas.

Ilgalaikių tyrimų vietose buvo septyni biomai, nuo tundros iki atogrąžų miškų, apimantys visas Žemės klimato zonas. Kiekvienoje bandymo vietoje kelios dešimtys tinklinių maišų, užpildytų adatomis, šiaudais, klevo lapais ar žolių šaknimis, buvo pritvirtinti prie dirvožemio ir palikti suirti. Kiekvienais metais tyrėjai išimdavo kai kuriuos maišelius, kad ištirtų pažangą ir chemiškai išanalizuotų turinį. Buvo nustatyta, kad pagrindinė varomoji azoto išsiskyrimo nuo puvimo jėga tiesiogiai priklauso nuo pradinio azoto kiekio kraikuje ir nuo likusios medžiagos masės.

Lygtys stebėtinai paprastos

„Nesvarbu, ar tai šilta, ar šalta, ar drėgna, ar sausa - lygtys visada veikia“, - aiškina Silveris. „Tyrime pabrėžiama, kad egzistuoja esminis fiziologinis mikrobų apribojimas, kontroliuojantis azoto išsiskyrimą skilimo metu. Tik atlikdami tokį didelio masto ir ilgalaikį tyrimą, kaip šis, mes supratome, kokie iš tikrųjų yra šie procesai. “Ekranas

„Svarbiausias šio tyrimo dalykas yra tai, kad mes išvedėme visuotinį įstatymą, apibūdinantį ir prognozuojantį šiukšlių skilimo ir azoto išsiskyrimo iš dirvožemio tempus“, - aiškina Williamas Partonas., Kolorado valstijos universiteto ekologas. Yra daugybė globalių maistinių medžiagų ciklo modelių, tačiau mūsų sukurtas modelis pagrįstas tik dviem parametrais, todėl yra daug elegantiškesnis, tačiau plačiau pritaikomas nei iki šiol naudotos lygtys.

Išvada taip pat apie anglies ciklą

Tačiau ateityje tyrimas gali ne tik tiksliau apibūdinti azoto išsiskyrimą, bet taip pat gali sudaryti išvadas apie antrą svarbų veiksnį - anglį. Diskusija sukasi apie tai, kiek dėl atšilimo pagaminta šiluma padidins anglies išsiskyrimą iš ekosistemų., Jei padidinsite kraiko skilimo greitį, į atmosferą išmetama daugiau anglies dioksido. Mūsų tyrimas pateikia algoritmus, leidžiančius geriau apskaičiuoti šio proceso greitį įvairiomis aplinkos sąlygomis.

Tačiau buvo vienas regionas, kuriame kitaip tikslus modelis neveikia: „Sausos pievos netelpa į modelį, nes azoto išsiskyrimas kontroliuojamas veikiant UV spinduliams“, - aiškina. rt sidabras. Lapai suyra greičiau nei vien tik klimatas, todėl išskiria greičiau azoto, nei prognozuoja modelis. Labiausiai tikėtinas to paaiškinimas yra tai, kad UV spinduliuotė šiose sistemose slopina kitus slopinamus biologinius procesus.

(Kolorado valstijos universitetas, 2007 1 19 - NPO)