Kritická hranice 700 mm srážek: Jak ovlivňuje zadržování dusíku v půdě a budoucí klima

Vědci identifikovali klíčový práh průměrných ročních srážek (MAP) kolem 700 milimetrů, za kterým se zásadně mění dominantní mechanismy zadržování dusíku v ekosystémech.

Vědci identifikovali klíčový práh průměrných ročních srážek (MAP) kolem 700 milimetrů, za kterým se zásadně mění dominantní mechanismy zadržování dusíku v ekosystémech. Tento objev, publikovaný v časopise Nature Geoscience, pochází od výzkumného týmu pod vedením profesorky Liu Lingli z Institutu botaniky Čínské akademie věd.

Pro svou studii vědci analyzovali data z 31 lokalit v rámci Národní ekologické observatoře (NEON) ve Spojených státech. Jako integrovaný ukazatel dlouhodobé rovnováhy mezi zadržováním a ztrátou dusíku v ekosystémech použili přirozeně se vyskytující izotop dusíku (δ15N) v půdě. Zjistili, že tento pevný srážkový práh se shoduje s široce uznávanou hranicí suchých a vlhkých oblastí Severní Ameriky, která se vlivem klimatických změn posouvá.

Výzkum ukázal, že v suchých ekosystémech, kde průměrné roční srážky nedosahují 700 mm, vede vyšší úhrn srážek k silnějšímu zadržování dusíku. V těchto vodou omezených prostředích se zvyšuje rostlinná diverzita, což zesiluje konkurenci s půdními mikroby o dusík. Dusík se tak efektivně „uzamyká“ v biomase a snižuje se jeho ztráta ze systému. Klíčovými regulátory zadržování dusíku jsou zde struktura rostlinných společenstev a složení mikrobů.

Naopak ve vlhkých oblastech, kde průměrné roční srážky přesahují 700 mm, vedou další nárůsty srážek k vyšším ztrátám dusíku. Dochází k tomu primárně kvůli zvýšenému hydrologickému vyplavování a mikrobiální transformaci, známé jako denitrifikace. V těchto podmínkách hrají dominantní roli půdní fyzikálně-chemické vlastnosti, jako jsou poměry uhlíku k dusíku, hladiny dusičnanů a obsah jílu.

Tyto poznatky poskytují cenný vhled do toho, jak srážky regulují zadržování dusíku v ekosystémech tím, že mění rovnováhu mezi rostlinnými, mikrobiálními, půdními a hydrologickými procesy. Studie naznačuje, že posuny v hydroklimatických hranicích by mohly zásadně přetvořit kontinentální cyklus dusíku v podmínkách extrémního klimatu. Představuje důležitý referenční bod pro zlepšení předpovědí přirozené dynamiky dusíku v ekosystémových a zemských modelech v měnících se srážkových režimech, což je klíčové pro pochopení a adaptaci na budoucí klimatické změny.