Топырақтың температурасының жоғарылауына әсерін зерттеген зерттеу көрсеткендей, жылыну өздігінен топырақтан көмірқышқыл газының бөлінуін арттырмайды. CO₂ шығарындыларының айтарлықтай өсуі тек температураның жоғарылауы мен жеңіл сіңірілетін көміртек түрлерінің, сондай-ақ азот пен фосфор сияқты қоректік заттардың көбеюі қатар жүргенде байқалады.

Көмірқышқыл газының шығарындыларындағы микробтардың рөлі

Бұл зерттеу табиғаттың топырақтағы көміртекті жинақтау мен оның атмосфераға бөлінуі арасындағы нәзік тепе-теңдікті қалай ұстайтынын жаңа қырынан түсінуге мүмкіндік береді. Топырақтан бөлінетін CO₂-нің едәуір бөлігі микробтардың — бактериялар, саңырауқұлақтар, вирустар және басқа да микроағзалардың — қызметімен байланысты, олар адамдар сияқты «тыныс алып», көмірқышқыл газын бөледі. Солтүстік Каролина университетінің өсімдіктер мен микробиология кафедрасының доценті Дебджани Сихидің айтуынша, жылыну өсімдіктердің фотосинтезін күшейтеді, бұл микробтарға «тағамның» көбеюіне және олардың белсенділігінің артуына әкеледі. Алайда, егер топырақта микробтардың өсуі мен тіршілігіне қажетті қолжетімді көміртек пен қоректік заттар жеткіліксіз болса, температураның жоғарылауы өздігінен көміртек шығынын арттырмайды.

Сихи сондай-ақ, тек жылу мен қоректік заттарды қосу зерттелген, АҚШ-тың оңтүстік-шығысындағы ұзақ мерзімді эксперименттік учаскеден алынған топырақта CO₂ шығарындыларын арттырмағанын атап өтеді. Шығарындылардың өсуі үшін топырақта жеңіл сіңірілетін көміртек түрлерінің болуы қажет болды.

Зерттеу ерекшеліктері

Бұған дейін мұндай тәжірибелер негізінен суық климатта — арктикалық, бореалды немесе қоңыржай аймақтарда — аздаған жылынудың елеулі өзгерістерге қалай әсер ететінін түсіну үшін жүргізілген. Бұл зерттеу, керісінше, Афина (Джорджия штаты) қаласындағы құнарсыз субтропикалық топырақта, әлемдегі ең көне топырақ жылыту қондырғыларының бірінде жүргізілді. Зерттеу бұрын мақта өсірілген, кейін орманға айналған алқапта өтті. Мақта — топырақты тоздыратын дақыл, сондықтан мұнда қоректік заттар мен көміртек аз.

Ғалымдар тәжірибелік учаскеден топырақ алып, оны зертханаға жеткізіп, 2,5°C-қа дейін қыздырды. Олар топырақтағы көміртек айналымының түрлі жолдарын да зерттеді — бұл көміртектің топырақта жиналуы немесе одан бөлінуі жүретін процесс. Топырақта органикалық заттардың көптеген түрлері бар: өсімдік қалдықтарынан бастап тірі және өлі микробтарға дейін, олардың бәрі көміртек айналымына қатысады. Микроағзалар үнемі тіршілік етуі мен өсуі үшін қорек іздейді, ал зерттеушілер көміртектің әртүрлі қорларда қанша сақталатынын бақылаған.

Микробтар көміртекті қалай пайдаланады

Микробтар тыныс алып, көміртектен энергия алады, сондай-ақ қоректік заттарға деген қажеттіліктерін де осы қоректен қанағаттандырады. Адамдар сияқты, оларға да теңгерімді рацион — энергия көзі, ақуыз, талшық қажет. Көміртектің бір бөлігін олар биомасса құруға, ал энергияның бір бөлігін күрделі органикалық заттарды сіңімді көміртек пен қоректік заттарға ыдырататын ферменттер жасауға жұмсайды. Қалғаны олардың метаболизмінің нәтижесінде CO₂ түрінде бөлінеді.

Көміртекті бөлу мен сіңіру арасындағы тепе-теңдік

Табиғат көміртекті тек бөліп қана қоймай, оны сіңіреді де. Табиғи жүйелерден қанша CO₂ бөлінетінін білу әртүрлі салалар мен экономикалық секторлар үшін шығарындыларды азайту бойынша мақсаттар қоюға мүмкіндік береді.

Болашақ зерттеулердің келешегі

Сихи тропиктерде — Пуэрто-Рико мен Панамада — топырақты жылыту бойынша екі далалық экспериментті қоса алғанда, әртүрлі экожүйелерді зерттеу бойынша бірлескен жұмыс жалғасып жатқанын айтады. Бұл топырақтағы көміртек шығынына жылынудың қалай әсер ететінін түсіну үшін қажет. Оның айтуынша, бұл жағдайда жылыну өздігінен микробтық белсенділікті ынталандырмайды, өйткені микробтардың тіршілігі үшін жеткілікті ресурстар жоқ. Осылайша, микробтардың ресурстарының тапшылығы жылынудың әсерін шектейді.