Сколько может выдержать Земля?Новый анализ показывает, что наша планета может производить гораздо больше растительной биомассы — общее количество материала в листьях, стеблях, корнях, плодах, зерне и другие частях наземных растений, чем предполагалось ранее. Исследователи пересчитали теоретический предел продуктивности наземных растений, и считают, что он намного выше, чем ранее предполагалось.

«При попытке оценить что-то в масштабах всей планеты, вы должны сделать некоторые упрощающие предположения, — сказал преподаватель биологии растений в Университете Иллинойса Эван Делусия, который возглавлял новый анализ. – Большинство предыдущих исследований предполагали, что максимальная производительность ландшафта заключается в производительности природной экосистемы. Но, оказывается, в природе очень немногие растения эволюционировали в сторону максимизации своих темпов роста».

По сообщениям исследователей, результаты, полученные со спутниковых снимков растительности, и моделирование показывают, что около 54 гигатонн углерода преобразуется в биомассу наземных растений ежегодно. «Это значение оставалось стабильным в течение нескольких последних десятилетий и привело к выводу, что оно представляет собой планетарную границу — верхний предел глобального производства биомассы», — пишут исследователи. Но эти предположения не учитывают человеческих усилий, направленных на повышение продуктивности растений путем генетических манипуляций, селекции и управления земельными ресурсами, как сказал Делусия. Такие усилия уже привели к повышению продуктивности ряда растений. Например, в штате Иллинойс гибридная трава мискантус гигантский без удобрений или ирригации производит от 10 до 16 тонн надземной биомассы на 0,4 гектара, что более чем в два раза превышает производительность местной растительности прерии или кукурузы.

Некоторые неместные виды также вытеснять аборигенные виды, это делает многие из них инвазивными. В Исландии, например, искусственные насаждения нутка люпина, производят в четыре раза больше биомассы, чем родные арктические карликовые березы, тем самым вытесняя последние. В Индии бамбуковые плантации производят на 40 % больше биомассы, чем сухие лиственные тропические леса. Команда ученых использовала модель эффективности использования света, чтобы высчитать теоретически максимальную производительность, с которой растительный покров преобразовывает солнечное излучение в биомассу, для оценки теоретического предела чистого основного производства в глобальном масштабе. Этот недавно рассчитанный предел был примерно на два порядка выше, чем продуктивность большинства современных управляемых или природных экосистем.

«С учетом глобальных ограничений водных ресурсов этот теоретический предел снизился более чем на 20 % во всех частях земного шара, кроме тропиков, — сказал Делусия. — Но, даже не смотря на это, производство биомассы во много раз выше, чем мы видим в современных сельскохозяйственных комплексах». Делусия предупреждает, что ученым и агрономам предстоит долгий путь, чтобы повысить продуктивность растений за пределы нынешних границ, но новый подход не предполагает, что нехватка продовольствия или других растительных ресурсов перестанет быть проблемой.

«Я не хочу быть человеком, который говорит, что наука собирается спасти планету, и мы не должны волноваться об экологических последствиях сельского хозяйства, мы не должны волноваться о безудержном приросте населения, — сказал он. Я лишь хочу сказать, что мы недооцениваем производственного потенциала растений в регулируемых экосистемах».

Newsland.ru

 

Комментарии читателей