Многолетнее исследование, проведенное американскими учеными, раскрыло неожиданное взаимодействие между углекислым газом и азотом в экосистемах. Эксперимент, длившийся с 1998 по 2021 год, охватил 108 участков земли в научном заповеднике Cedar Creek Ecosystem Science Reserve. На каждом участке площадью четыре квадратных метра ученые высаживали до 16 видов злаков и травянистых растений, включая полевые цветы.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, показали сложную динамику влияния углекислого газа и азота на биоразнообразие. В течение первого десятилетия эксперимента повышенный уровень CO2 казался благотворным, компенсируя негативное воздействие азота на разнообразие видов. Без дополнительного углекислого газа азот снижал разнообразие на 16%, тогда как при его наличии - лишь на 8%.
Однако дальнейшие наблюдения выявили неожиданный поворот событий. По прошествии 20-22 лет углекислый газ начал усугублять потерю видов, вызванную азотом. В последние годы исследования на участках с дополнительным азотом количество видов сокращалось в среднем на 7% ежегодно, а при повышенной концентрации CO2 этот показатель достигал уже 19%.
Экосистема постепенно менялась, и некоторые виды растений начали доминировать над другими. Бородач Жерара (Andropogon gerardii), высокое травянистое растение, распространенное в Северной Америке, стал преобладающим видом. Его рост затенял другие растения, что привело к исчезновению многих полевых цветов, включая Amorpha canescens с фиолетовыми цветками и Solidago rigida с желтыми.
Питер Райх, ведущий автор исследования из Мичиганского университета, подчеркнул важность полученных результатов в контексте глобальных экологических проблем. Он отметил, что угрозы биоразнообразию, такие как утрата среды обитания, увеличение частоты пожаров и изменение климата, необходимо рассматривать в совокупности с повышением уровня углекислого газа и изменением осаждения азота.
Исследователи предполагают, что выявленные закономерности могут распространяться не только на луговые экосистемы, но и на другие природные сообщества. Это открытие подчеркивает необходимость комплексного подхода к сохранению и восстановлению биоразнообразия, учитывающего сложные взаимодействия между различными факторами окружающей среды.
