Российские ученые назвали основной движущий фактор, который определяет активность микроорганизмов почвы в горных экосистемах. Результаты помогут лучше понять процессы, которые происходят и будут происходить из-за изменения климата. Результаты опубликованы в журнале Applied Soil Ecology.
Глобальное потепление меняет условия во всех регионах Земли. За изменением температуры и количества осадков следуют менее очевидные, но не менее важные отклонения, например изменение активности почвенных микробов и, как следствие, круговорота биофильных элементов в экосистемах. Однозначного понимания, как именно глобальное потепление повлияет на микробное сообщество почвы, нет. Обычно такие исследования проводят в контролируемых условиях модельного эксперимента. Авторы статьи изучили этот эффект в полевых условиях на примере разных экосистем вдоль высотного градиента.
«В горах высотная поясность создает широкое разнообразие экологических условий и формирует постепенную смену одних экосистем другими на небольшой протяженности. Такая особенность горных территорий, своеобразных "лабораторий под открытым небом", позволяет ученым проверять гипотезы о влиянии потепления климата на биологические процессы почвы и свойства растительного покрова. Важнейшим биологическим процессом в почве является разложение ее органического вещества. За эту работу ответственны почвенные микроорганизмы. Они продуцируют ферменты, которые разрушают сложные органические соединения, при этом высвобождаются элементы питания для растений и осуществляются биогеохимические циклы. Потепление климата приводит к перестройке растительных сообществ и стимулирует смещение границ высотных поясов. Поэтому для прогнозирования изменений, вызванных глобальным потеплением климата, нужна количественная оценка активности микробного сообщества почвы для широкого ряда экосистем», — рассказала кандидат биологических наук Кристина Иващенко, старший преподаватель департамента ландшафтного проектирования и устойчивых экосистем РУДН, старший научный сотрудник ИФХиБПП РАН.
Авторы статьи изучили разные экосистемы, расположенные на склоне горы Ткачиха, Северо-Западный Кавказ. Перепад высот на выбранном участке составил 1,2 км. На склоне можно четко выделить пять зон — смешанный лес, хвойный лес, лиственный лес, субальпийский луг и альпийский луг. Среднегодовая температура воздуха в изученных зонах составила от 3,2 до 5,6℃. В каждой экосистеме авторы выбрали по 12 точек исследования, отобрали образцы из верхнего слоя почвы и изучили растительный покров.
Авторы показали, что характеристики растительного покрова (обилие злаков и разнотравья) напрямую влияют на активность фермента азотного цикла и функциональное разнообразие микроорганизмов почвы. Для ферментов почвы, участвующих в циклах углерода и фосфора, отмечено косвенное влияние растительного покрова через изменение микроклиматических условий и химического состава органического вещества.
«Растительный покров чувствителен к изменению климата. Скорость смещения верхней границы леса на луга в горах может достигать трех метров в год. Разнообразие экосистем в разных климатических зонах создает множество сценариев, по которым будет меняться микробная активность почвы в результате глобального потепления. Наши результаты расширяют представления о функционировании почвенного микробиома и его определяющих факторах в условиях высотной поясности умеренной климатической зоны», — прокомментировала кандидат биологических наук Кристина Иващенко, старший преподаватель департамента ландшафтного проектирования и устойчивых экосистем РУДН, старший научный сотрудник ИФХиБПП РАН.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
