Азотный голод: почему молодые леса не могут спасти климат в полную силу

Молодые тропические леса – один из ключевых инструментов в замедлении изменения климата. Растущие деревья поглощают углекислый газ из атмосферы, накапливая углерод в корнях, стволах и ветвях на десятилетия. Однако новое исследование показывает, что эффективность этого процесса может быть серьезно ограничена нехваткой одного важнейшего элемента, необходимого деревьям для роста, – азота.

Согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications, если бы восстанавливающиеся тропические леса получали достаточное количество азота из почвы, они могли бы поглощать дополнительно до 820 миллионов метрических тонн углекислого газа ежегодно в течение первого десятилетия роста. Это сопоставимо с удалением с дорог около 142 миллионов автомобилей с бензиновыми двигателями каждый год.

К таким выводам ученые пришли в ходе масштабного и самого продолжительного в своем роде эксперимента в Панаме. На 76 участках, каждый размером с хоккейную площадку, исследователи наблюдали за лесами разного возраста – от недавно заброшенных полей до зрелых лесов. Начиная с 1997 года, некоторые участки удобряли азотом, фосфором или обоими элементами, чтобы оценить их влияние на скорость роста деревьев.

Результаты оказались поразительными. Добавление азота ускоряло восстановление леса на 95% на недавно заброшенных сельскохозяйственных угодьях и на 48% в лесах, которые восстанавливались уже десять лет. «Это было невероятно, – делится эколог Сара Баттерман, старший автор исследования. – Участки с добавлением азота выглядели гораздо внушительнее, деревья были просто огромными. Мы были удивлены, насколько сильным оказался эффект азота».

На леса старше 30 лет азот не оказал никакого влияния, вероятно, потому что за это время в почве успело накопиться достаточное количество этого элемента благодаря деревьям-азотфиксаторам. Эти растения вступают в симбиоз с бактериями, чтобы извлекать азот прямо из атмосферы. При этом, вопреки ожиданиям, добавление фосфора – другого ключевого питательного элемента – никак не повлияло на рост лесов любого возраста. Этот результат ставит под сомнение давнюю теорию о том, что именно доступность фосфора является главным ограничителем для тропических экосистем.
Ученые не призывают удобрять молодые леса искусственно. Производство азотных удобрений энергозатратно и может приводить к загрязнению водоемов и выбросам закиси азота – мощного парникового газа. Вместо этого предлагается более стратегический подход.

Во-первых, при лесовосстановлении следует высаживать определенный процент деревьев-азотфиксаторов, которые естественным образом обогатят почву. Во-вторых, приоритет следует отдавать территориям, уже страдающим от азотного загрязнения со стороны сельского хозяйства и промышленности. Таким образом, деревья не только будут расти быстрее, но и очистят окружающую среду от избытка азота, прежде чем он попадет в водоемы или превратится в парниковые газы.

Подобные практики могут значительно ускорить поглощение углекислого газа восстанавливающимися лесами. Хотя в долгосрочной перспективе они не будут накапливать больше углерода, чем могли бы, они сделают это гораздо быстрее в первые критически важные 10 лет. «Именно эти 10 лет нам и нужны прямо сейчас, – заключает Баттерман. – Восстановление лесов – это инструмент, который может выиграть нам время для полного перехода на чистую энергию и отказа от ископаемого топлива, чтобы отсрочить худшие последствия изменения климата».