Dušik kroži, a drugače

Mednarodna znanstvena skupina je s terenskim poskusom preučila, kako tanjšanje snežne odeje in razraščanje grmičevja v vegetacijske pasove travišč medsebojno vplivata na kroženje dušika v alpski dolini Ötztal na Tirolskem. Študijo je objavila v reviji Global Change Biology.

V gorskih ekosistemih je dinamika kroženja hranil močno podvržena menjavi letnih časov, hkrati pa nekaterih hranil ni v obilju. Tak je denimo dušik, ki ga spomladi rastline iz tal privzemajo za rast, jeseni in pozimi pa se z odmrtjem in nadaljnjim razkrojem vegetacije dušik vrne v tla. V procesu kroženja dušika ključno nalogo opravljajo tudi nitrifikacijski mikroorganizmi, ki preoblikujejo dušik v rastlinam dostopne oblike, in denitrifikacijski mikroorganizmi, ki dušikove spojine pretvorijo nazaj v atmosferski dušik.

Raziskovalno skupino je zanimalo, kako se v gorskih ekosistemih sezonska dinamika kroženja dušika spreminja, če upoštevamo medsebojni vpliv tanjšanja snežne odeje in spreminjanja tipa rastja. Tanjšanje snežne odeje in krajše obdobje pokritosti s snegom spreminjata tipična obdobja, ko rastline potrebujejo dušik, in koliko dušika je v tleh na voljo. Širjenje pritlikavega grmičevja v travišča pa spreminja potrebe rastja po dušiku. V prihodnje bosta ta dejavnika zaradi podnebnih sprememb še izrazitejša, saj se gorski ekosistemi segrevajo dvakrat hitreje od svetovnega povprečja.

Na dvaintridesetih merilnih postajah v avstrijskih Alpah so več let izvajali meritve. Vzorčna mesta so razdelili v štiri skupine. Na kontrolnih mestih niso umetno tanjšali snežne odeje, rastje pa je bilo travnato ali grmičasto. Na drugi polovici mest so spomladi stanjšali snežno odejo na višino pet centimetrov, rastje pa je bilo ali travnato ali grmičasto. Na vseh mestih so spremljali tudi abiotske dejavnike, kot so višina snežne odeje ter temperatura, pH in vlažnost tal. Za spremljanje kroženja dušika med rastlinami in mikrobi so uporabili dušikov izotop 15. Mikrobno biomaso nitrifikacijskih in denitrifikacijskih mikroorganizmov pa so potrdili z izolacijo DNK, natančneje so določali prisotnost oziroma odsotnost ustreznih genov.

Skupen učinek obeh dejavnikov je bil najizrazitejši spomladi in jeseni. Privzem organskega dušika v rastline se je na mestih s stanjšano snežno odejo in grmičevjem jeseni zmanjšal za 82 in spomladi za 70 odstotkov. To je sovpadalo s prisotnostjo denitrifikacijskih mikroorganizmov, ki nitratne ione v tleh pretvorijo v atmosferski dušik. Spomladi jih je bilo glede na kontrolo 3,5-krat več, jeseni pa slabih 2,4-krat več. Študija nakazuje obsežne spremembe v kroženju dušika in potrjuje, da je treba posamezne dejavnike podnebnih sprememb preučevati skupaj.

Pisala je Klara.

 

 

Foto: Arthur A. D. Broadbent in sod.