Углеродно-кислородный газообмен древесного дебриса, его механизм и климатическая регуляция

Леса – это крупнейшие наземные поглотители и резервуары углерода, играющие важную роль в регулировании СО2 в атмосфере. Специфической чертой их углеродного цикла является наличие огромного объема углерода, накопленного в древесине в течение десятков и сотен лет. Но леса не только поглощают углерод, но и возвращают его обратно в атмосферу. А с накоплением этого парникового газа связывают современное изменение климата. Это объясняет огромный интерес к изучению процессов разложения и газообмена древесных остатков, определяющую роль в котором играют грибы-деструкторы. Об исследовании этих процессов говорится в статье в журнале Forests https://www.mdpi.com/1999-4907/12/9/1156.

Коллектив авторов, в числе которых сотрудники Института экологии растений и животных УрО РАН В.А. Мухин, Д. К. Диярова и представители других ведущих научных институтов РФ, изучали газообмен древесного дебриса на примере древесных остатков березы (Betula pendula Roth), разрушаемых группой грибов-деструкторов, типичных для лесов Среднего Урала. Исследование проводилось с использованием «CО2/O2» газоанализатора. В процессе работы дана оценка сопряженности и баланса углеродного и кислородного газообмена древесных остатков, интенсивности и эффективности окислительной конверсии «древесного» углерода в СО2, их связи с важнейшими климатическими факторами и грибами, разрушающими отмершую древесину.

В лесах России огромный запас углерода – около 30 Гигатонн С, и ежегодно он пополняется на 240 Мегатонн С. Возвращение углерода в атмосферу происходит в ходе биологического разложения древесных остатков – одного из наиболее масштабных процессов в углеродном цикле лесных экосистем.

Исследования показали, что при характерных для умеренных широт температурах (+10-40 °С) и относительной влажности 40-70% газообмен древесных остатков включает два физиологически связанных процесса – выделение СО2 и потребление О2. При этом соотношение объемов СО2 и О2 всегда остается постоянным – 0.9, и не зависит ни от вида грибов, ни от влажности и температуры.

Однако интенсивность процессов газообмена наоборот – зависит от и вида грибов-деструкторов, и от климатических факторов. Изменение этих параметров может усиливать или ослаблять интенсивность поглощения кислорода и выделение в атмосферу углекислого газа.

Диярова Дарья Камилевна, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории проблем сохранения биоразнообразия и особо охраняемых природных территорий:

- За данной статьей стоит многолетняя и в своем роде уникальная работа нашего немногочисленного коллектива по изучению газообмена древесных остатков при их микогенном разложении. Это был непрерывный поиск и совершенствование методики экспериментальной составляющей, а также более сложной части – интерпретации полученных данных. Как бы громко это не звучало, но нам, пожалуй, впервые настолько детально удалось не только оценить интенсивность выделения диоксида углерода древесным дебрисом, но и охарактеризовать его углеродно-кислородный газообмен, а также связь с составом грибов-деструкторов и климатическими факторами.

Полученные данные могут быть использованы при организации систем мониторинга за потоками парниковых газов, а также при оценке и прогнозировании масштабов и возможных последствий климатических изменений – одной из наиболее актуальных экологических проблем современности.

Источник: www.mdpi.com