Изменения климата могут оказывать влияние на множество процессов в биосфере Земли, включая круговорот биогенных элементов, необходимых для жизни. Эти циклы (в первую очередь цикл углерода) сильно зависят от деятельности почвенных микробов. Новая статья описывает, как рост температуры и другие изменения, связанные с глобальным потеплением, влияют на их активность.
Биосфера, то есть глобальная экосистемаЗемля состоит из множества компонентов, тесно взаимосвязанных общими потоками вещества и энергии. Особую роль для всего живого играют круговороты биогенных элементов — перемещение атомов определённого типа по замкнутой траектории с сопровождением химических и физических превращений.
Углерод играет особенную роль, поскольку является основой всех живых существ и важнейших парниковых газов — углекислого газа и метана.
В процессе обращения с углеродом следует учитывать важность почвы в его цикле. Почвенный покров выступает одним из главных резервуаров углерода, постоянно взаимодействуя с ним в обменных процессах с другими хранилищами — живыми организмами, атмосферой и т.д.
Изменения содержания углерода в почве связаны с ее жителями. микроорганизмамиМикроорганизмы выполняют роль «катализаторов» геохимических циклов. Эти маленькие клетки непрерывно преобразуют огромные объемы одних соединений в другие.
В условиях глобального потепления предполагается активация микроскопических почвенных обитателей и перераспределение потоков углерода между важными «хранилищами». Аналогично можно говорить о других биогенных элементах, например, азоте.
Новая статья в журнале Global Change Biology обстоятельно разбирается с этим вопросом.
В лабораторных условиях для выяснения связей между почвенными микробами, их окружением и климатическими изменениями специалисты изучали трансформации в жизнедеятельности микроорганизмов, взятых с разных участков земли на двух экспериментальных территориях. ГарвардскогоУченые долго наблюдали за университетом в ходе исследований о влиянии температуры на почву, которые продолжались 13 и 28 лет.
МикробыВ разное время года отбирали образцы для анализа, затем культивировали их при температурах от четырех до 30 градусов для изучения влияния этого фактора на метаболизм микроорганизмов. Оценивали скорость роста, дыхание, эффективность использования углерода и активность внеклеточных ферментов. Анализировали также изменения химического состава органических компонентов окружающей почвы.
Исследователи обнаружили, что повышение температуры замедляет выделение углекислоты почвенными микроорганизмами только летом из-за их недостатка питания в жаркий период. В остальные времена года активность микрофлоры почвы не меняется.
Из статьи также следует, что активность почвенной микрофлоры связана с температурным режимом, но опосредованно. то есть через изменение доступности субстратов — веществ, которыми питается микробы.
Листопад — массовое опадение листьев осенью — оказывает существенное влияние на сезонную динамику почв. Листва способствует компенсации температурной акклимации микробного сообщества, то есть постепенным изменениям метаболизма в ответ на рост температуры. Это изменяет скорость химических процессов с участием углерода в почве.
Этот факт создает угрозу стабильности экосистем. Вырубка леса и утрата… биоразнообразияЗначит будет меньше деревьев и опавшей листвы. Для жизни почвенных микробов это, скорее всего, важнее температуры окружающей среды — такой главный вывод новой статьи.