Исследователи сосредоточились на американских газонах, потому что они знали, что трава может играть ключевую роль в глобальном углеродном цикле, потому что она вытягивает углерод из атмосферы во время фотосинтеза; процесс, используемый растениями для поглощения и использования энергии солнечного света и преобразования ее в химическую энергию. Большинство газонов в Соединенных Штатах похожи, но регионально различаются относительными пропорциями двух основных видов трав, трав C3 и трав C4, которые используют разные метаболические пути для фотосинтеза.
Однако, в отличие от деревьев, которые год за годом образуют кольца, трава мало что оставляет для изучения, поэтому исследователи проявили изобретательность, обратившись к грибам, которые питаются углеродом газонов.«Мы думали, что грибы могут быть ценным индикатором реакции газонов на уровни углекислого газа в экосистемах, потому что они питаются мертвой травой и мусором, или углеродом, который газоны или другие растения бросают в землю», — сказал Эрик Хобби, профессор-исследователь. экологии суши в UNH и ведущий автор исследования. «Поскольку на протяжении десятилетий сложно измерить травинки в экосистемах пастбищ, мы обратились к грибам, которые широко доступны благодаря ранее собранным образцам в лабораториях и музеях».В исследовании, опубликованном в Journal of Geophysical Research: Biogeosciences и представленном в качестве статьи в журнале Eos Американского геофизического союза, Хобби, статистик UNH Эрнст Линдер и их коллеги рассмотрели изотопные данные образцов гриба Amanita thiersii, собранные в период с 1982 года. и 2009 г. из 26 населенных пунктов на юго-востоке и юге центральной части США. Ученые объединили эти данные с информацией о температуре, осадках и концентрации углекислого газа за тот же период, чтобы посмотреть на конкуренцию между двумя видами травы, C3 и C4.
Травы C3, такие как пшеница, овес и райграс, называются растениями холодного сезона и хорошо растут в диапазоне температур 65–75 ° по Фаренгейту. Растения C4, в том числе кукуруза, крабовые травы и синие стебли, процветают в более теплых и сухих условиях. Эти растения теплого сезона и более эффективны, чем растения С3, при фотосинтезе при низких концентрациях углекислого газа.Исследователи обнаружили, что грибы Amanita thiersii оказались хорошими интеграторами углерода в газонных травах.
Температура была преобладающим климатическим влиянием на распределение травы C3 по сравнению с C4. По мере увеличения содержания углекислого газа в атмосфере за эти десятилетия между 1982 и 2009 годами и повышения температуры изменения в конкуренции и росте травы отразились на углероде Amanita thiersii. С каждым повышением температуры на 1 ° C доля углерода трав C3, обнаруженного в Amanita thiersii, уменьшалась на 12%. Но исследователи также обнаружили, что относительная доля трав C3 увеличилась на 18,5% в ответ на увеличение концентрации углекислого газа с 341 до 387 частей на миллион.
Это говорит о том, что рост углекислого газа уже влияет на конкуренцию растений на американском ландшафте и что сохранившиеся образцы растений и грибов можно было бы более широко использовать для изучения текущих реакций на глобальные изменения.