窒素によって引き起こされる植物種のシフトによって制限される高まったCO2レベルに対する生態系の反応
J Adam Langley1, J Patrick Megonigal
1Smithsonian Environmental Research Center, Edgewater, Maryland 21037, USA.
Nature
|July 3, 2010
まとめ
窒素添加は当初,二酸化炭素 (CO2) の増加下で植物の成長を促進したが,植物の種類の変化は,後に湿地の生態系におけるこのCO2の受精効果を抑制した.
科学分野:
- エコロジー エコロジー エコロジー
- グローバル・チェンジ 生物学 生物学
- バイオジオケミストリー バイオジオケミストリー
背景:
- 陸上の生態系は,重要な温室効果ガスである大気中の二酸化炭素 (CO2) を調節する役割を果たします.
- 生物圏が上昇するCO2レベルを緩衝し,気候変動を緩和する能力は不確実である.
- 窒素 (N) の利用可能性は,天然の生態系における植物生産性に対するCO2の受精効果を制限する仮説である.
研究 の 目的:
- 湿地の生態系における植物の生産性とコミュニティの構成に対する高濃度のCO2と土壌のN利用量の相互作用効果を調査する.
- 人為的なNの投入が自然環境でCO2の受精効果を維持できるかどうかを判断する.
- 植物コミュニティのシフトが,地球規模の変化に対する生態系の反応に影響を与えるフィードバックメカニズムとしての役割を評価する.
主な方法:
- 大気中のCO2濃度と土壌のNの利用可能性の実験操作を,塩分湿地で行いました.
- 植物の生産性とコミュニティの構成を複数年にわたって監視する.
- 環境への迅速な反応で知られているC(3) とC(4) 草が優勢である植物群を利用する.
主要な成果:
- 窒素添加は,最初,最初の年にCO2で刺激された植物の生産性を向上させ,N制限を示唆しました.
- 窒素添加は,高濃度のCO2に対してより弱い反応を示すC4の草の侵入を促進した.
- プラントコミュニティのシフトは,3年目と4年目には,最終的に,全体的なプラントの生産性に対するCO2肥料効果を抑制しました.
結論:
- 植物集団の組成の変化は,フィードバックとして作用し,高濃度のCO2に対する生態系の反応を変えることができます.
- 植物コミュニティの構造の変化によって,CO2肥料化に対するN添加の肯定的な効果は否定される可能性があります.
- 植物種のグローバルな変化要因に対する反応におけるトレードオフは,自然生態系のバッファリング能力を制限する可能性があります.
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