Ученые выяснили, как изменение горных экосистем влияет на накопление углерода в почвах

Почвы являются крупнейшим наземным резервуаром углерода. От того, насколько надёжно органическое вещество удерживается в почве, зависит объём углекислого газа, который может возвращаться в атмосферу. Особенно чувствительны к этим процессам горные экосистемы, где повышение температуры воздуха приводит к изменению растительности и ускорению биологических процессов разложения органики в почвах.

Исследование выполнено в рамках масштабного проекта «Изучение состояния экосистем в характерных районах Черноморского региона России в условиях изменения климата». Объектами исследования стали две типичные для региона экосистемы — смешанный горный лес и субальпийский луг. Их сравнение особенно актуально в условиях климатических изменений. По мере потепления верхняя граница леса постепенно смещается вверх по склонам, занимая территории, которые ранее были заняты субальпийскими и альпийскими лугами. Это приводит к изменению потоков углерода и механизмов его накопления в почвах.

Для оценки устойчивости углерода исследователи использовали сразу два взаимодополняющих метода. Первый — четырёхмесячная инкубация образцов, позволяющая оценить скорость микробного разложения органики по количеству выделяемого углекислого газа. Второй — термогравиметрический анализ, при котором образцы постепенно нагревали до 650 °C и определяли долю лабильных, стабильных и наиболее устойчивых фракций углерода.

Результаты исследования показали, что лесная подстилка обладает более высокой термической стабильностью и примерно в два раза медленнее разлагается микроорганизмами по сравнению с луговой. После четырёх месяцев инкубации потери углерода из луговой подстилки оказались существенно выше. Аналогичная закономерность была выявлена и для почвенного органического вещества: согласно показателю ТГ-Т50, характеризующему температуру потери половины углерода при нагревании, почвы леса содержат более устойчивые формы органического вещества.

Полученные результаты оказались неожиданными для исследователей. Предыдущие работы показывали, что в луговых экосистемах значительную роль играют органоминеральные комплексы, обеспечивающие долговременную стабилизацию углерода. Однако в условиях Северо-Западного Кавказа более устойчивым оказалось именно органическое вещество лесных почв, что связано с исходной химической сложностью растительных остатков, поступающих в почву в лесных экосистемах.

Результаты работы станут основой для дальнейших исследований углеродного цикла в горных экосистемах Кавказа. Полученные данные помогут уточнить региональные климатические модели и повысить точность прогнозов, связанных с накоплением и высвобождением углерода из почв в условиях продолжающегося потепления климата. Проект реализуется при поддержке федеральной территории в рамках госпрограммы «Научно-технологическое развитие федеральной территории «Сириус» (ГП «Наука»).

Источник:

Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ

по материалам siriusuniversity