Перераспределение энергии от «зеленых» к «коричневым» трофическим сетям вследствие высыхания предсказывает запасение углерода в степях

Ожидается, что усиливающаяся аридность изменит структуру и функционирование почвенных трофических сетей, однако её влияние на энергетическую динамику пастбищных трофических сетей и последующие последствия для секвестрации почвенного углерода остаются слабо изученными. В настоящем исследовании мы количественно оценили потоки энергии в почвенных трофических сетях вдоль естественного градиента аридности, используя данные 240 наблюдений в 30 экосистемах травянистых сообществ восточной Евразийской степи, охватывающих умеренные (Лёссовое и Внутреннемонгольское плато) и альпийские (Тибетское плато) регионы. Мы обнаружили, что по мере увеличения аридности уменьшается суммарный поток энергии через всю трофическую сеть во всех исследованных регионах, что в основном обусловлено потерями видов и ослаблением трофических взаимодействий. Поток энергии по основанным на гербивории «зеленым» каналам снижался резче, чем по основанным на микробивории «коричневым» каналам с увеличением аридности, что приводило к большей доминирующей роли коричневых энергетических каналов в более засушливых условиях в умеренных степях. Это широкомасштабное «потемнение» почвенных трофических сетей согласуется со снижением запаса органического углерода в почве (SOC) в умеренных степях, что указывает на то, что потеря углерода за счёт разложения превосходит поступления растительного углерода при нарастании аридности. Напротив, в альпийских степях наблюдалось увеличение SOC, когда отношение потоков энергии гербивории к микробивории было ниже порога примерно 1, вероятно потому, что более низкие температуры ограничивают микробное разложение и передачу энергии в микробиворные каналы при более засушливых условиях. Понимание контекстно-зависимых метаболических процессов, лежащих в основе перераспределения энергии в почвенных трофических сетях, может повысить точность моделей для прогнозирования изменений углеродного цикла Земли.