Заброшенные сельхозугодья могут десятилетиями хранить углерод

Эксперимент в заповеднике Cedar Creek Ecosystem Science Reserve проверил долгосрочную способность заброшенных сельхозугодий накапливать углерод. Автор: Маовей Лян, Колледж биологических наук

Сжигание ископаемого топлива повысило уровень углекислого газа в атмосфере, вызвав масштабные изменения глобального климата, включая экстремальные температуры и погодные явления здесь, на Среднем Западе. В то же время деятельность человека увеличила количество питательных веществ, таких как азот и фосфор, в лугах и лесах. Это те самые элементы в удобрениях, которые делают газоны зеленее, а сельхозугодья — более продуктивными.

Это избыток питательных веществ может привести к ухудшению качества воды, распространению инвазивных видов и исчезновению местных видов. Однако он также может помочь растениям захватывать углекислый газ из атмосферы и накапливать его в почве. Это создает парадокс для управления окружающей средой: приведет ли сокращение загрязнения питательными веществами к усугублению изменения климата из-за высвобождения углекислого газа из почвы?

Новое исследование из Колледжа биологических наук, опубликованное в Nature Geoscience, использовало преимущества 40-летнего продолжающегося эксперимента в заповеднике Cedar Creek Ecosystem Science Reserve Университета Миннесоты для изучения воздействия питательных веществ на накопление углерода на заброшенных сельхозугодьях.

Профессора Эрик Сиблюм, Элизабет Борер и Сара Хобби, а также их соавторы хотели определить, как азот (и другие питательные вещества, связанные с сельхозугодьями) влияют на секвестрацию углерода и может ли сокращение поступления питательных веществ спровоцировать выброс углекислого газа обратно в атмосферу.

Команда обнаружила:

• Добавление питательных веществ увеличивало накопление углерода в почве после интенсивной вспашки.
• Эти запасы углерода в почве сохранялись в течение как минимум трех десятилетий после прекращения удобрения и вспашки.
• Долговременное увеличение содержания углерода в почве происходило, несмотря на быстрое возвращение биомассы растений к уровням, предшествующим удобрению, и по мере восстановления состава растительного сообщества от последствий удобрения.
• Углерод может оставаться в почве в течение десятилетий после сокращения загрязнения питательными веществами, пока почва остается невспаханной.

«Понимание воздействия человека на экосистемы Земли является сложной задачей, поскольку эти системы реагируют в течение нескольких десятилетий, — сказал Сиблюм. — Многодесятилетние эксперименты, подобные тому, что лежит в основе этого проекта, невероятно редки и ценны. Заповедник Cedar Creek Ecosystem Science Reserve и участки Long Term Ecology Research проводят одни из самых значительных долгосрочных экспериментов в мире. Они сыграли ключевую роль в том, чтобы сделать Университет Миннесоты одним из ведущих мировых учебных заведений в области экологии».

По мере того как сельскохозяйственные методы становятся более эффективными, все больше сельхозугодий в Северной Америке выводятся из производства. Эти земли представляют возможность для хранения углерода и экологического восстановления. Будущие исследования, вероятно, будут сосредоточены на том, как заинтересованные стороны могут использовать заброшенные сельхозугодья для преобразования сельских районов, способствуя накоплению углерода и восстановлению местных видов наряду с развитием сельской экономики и рекреационным доступом.

Больше информации: Eric W. Seabloom et al, Multidecadal persistence of soil carbon gains on retired cropland following fertilizer cessation, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01801-5

Источник: University of Minnesota