Denna figur illustrerar hur potentialen för växter att ta bort CO2 från atmosfären (och omvandla den till växtbiomassa) är starkt reglerad av kväve och fosfor. Kredit:Victor O. Leshyk.
Kväve och fosfor som finns i jordar begränsar mängden kolupptag som lagras i växter och jordar, men kartor över var detta sker över hela världen saknas.
En forskare från Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) och internationella samarbetspartners har utvecklat ett ramverk för att testa näringsbegränsningar och ett riktmärke för kväve (N) och fosfor (P) begränsningar för modeller som ska användas för förutsägelser av den terrestra kolsänkan. Forskningen publiceras i den 10 februari upplagan av Naturgeovetenskap .
CO 2 utsläpp från mänskliga aktiviteter har en dubbel effekt. Å ena sidan, CO 2 orsakar global uppvärmning och å andra sidan, CO 2 kan stimulera fotosyntesen. Ökningen av fotosyntes kan öka växternas tillväxt, skapa en feedback som kan hjälpa till att absorbera en del av CO 2 i atmosfären och långsam global uppvärmning.
Dock, växter behöver också rätt mängder näringsämnen för tillväxt, nämligen kväve och fosfor, inte bara CO 2 . Att förstå näringsämnenas begränsande roll i växternas förmåga att bromsa klimatförändringarna är en prioritet för att noggrant modellera och förutsäga klimatförändringar.
Förhöjd atmosfärisk CO 2 och uppvärmningsinducerade längre växtsäsonger kommer sannolikt att resultera i en större näringsbegränsning av terrestra ekosystem.
"På en global skala, kväve- och fosforbegränsningar begränsar sannolikt nuvarande och framtida ekosystemsvar på förhöjd koldioxid 2 koncentrationer och klimatförändringar, sa Cesar Terrer, LLNL-forskare och medförfattare till artikeln. "Därför, att förstå den rumsliga heterogeniteten i näringsbegränsningar och dess orsaker är fortfarande en hög prioritet."
I en nyligen Naturens klimatförändringar papper, Terrer fann att markkväve och fosfor starkt begränsar växternas potential att hjälpa till att dra ner koldioxid 2 från atmosfären. "Nu har vi kvantifierat och kartlagt kväve- och fosforbegränsningar globalt, vilket kommer att hjälpa till att bättre kvantifiera vegetationens roll för att bromsa klimatförändringarna och göra mer exakta förutsägelser om global uppvärmning, " han sa.
I den nya forskningen, teamet fann rådande begränsade näringsämnen i stora landbaserade biomer, bekräftar den månghundraåriga hypotesen att tropiska skogar främst begränsas av fosfor, och boreala ekosystem genom kväve. Teamet kartlade den globala fördelningen av kväve och fosfor, kvantifiera hela intervallet från kväve- till fosforbegränsningar för alla områden på jorden. Historiskt sett, forskare har antagit att kväve, snarare än fosfor, är den dominerande källan till växtnäringsbegränsningar över hela världen. Dock, författarna har funnit att fosfor dominerar som en viktig källa till växtbegränsningar i 43 procent av marken, med "bara" 18 procent begränsat av kväve. 39 procent av marken är samtidigt begränsad av kväve och fosfor samtidigt.
För att validera teamets förutsägelser om relativa näringsbegränsningar, forskarna sammanställde en global databas över kväve- och fosforbegränsningar baserad på tillväxtsvar på experimentella näringstillskott i ett relativt ohanterat ekosystem. Ett ekosystem diagnostiserades vara begränsat av ett visst näringsämne om tillsats av det näringsämnet avsevärt stimulerade växttillväxt.
"Vår karta verkar ganska robust eftersom den är baserad på drivrutiner som bestäms av modellval identifierade från empiriska data, stärka nuvarande förståelse för mönster av kväve- och fosforbegränsningar och överensstämma med resultat från fältexperiment, sa Terrer.
