Учёные России и Китая исследуют выбросы парниковых газов от термокарстовых озёр
Китай. 7 февраля. ГеоИнфо — Изучение углеродного цикла в условиях глобального потепления играет ключевую роль в понимании климатических изменений и прогнозировании их последствий. Ведущие исследователи из Томского государственного университета (ТГУ), Института исследований Тибетского плато Китайской академии наук, Института национального парка Саньцзянъюань, Университета Ланьчжоу и ряда других научных центров Китая опубликовали научную статью о влиянии растительности и микробного сообщества термокарстовых озёр на эмиссию парниковых газов. Исследование представлено в престижном журнале Water Research (Q1).
Роль растительности и микробов в формировании выбросов
Термокарстовые озёра образуются при таянии многолетней мерзлоты и могут быть значительными источниками парниковых газов. В Китае большая часть таких озёр расположена в Цинхай-Тибетском нагорье — самой высокой горной системе мира. Экспериментальная работа велась на 17 термокарстовых озёрах, расположенных в регионах с различными типами растительности: заболоченный луг, альпийский луг, альпийская степь и альпийская пустыня.
Учёные стремились выяснить, как береговая растительность влияет на микробные сообщества, ответственные за разложение органического вещества и, соответственно, на образование парниковых газов. Анализ, проведённый совместно с китайскими коллегами, позволил выявить зависимость эмиссии газов от типа растительности. Было установлено, что богатый углеродом субстрат (листья, корни, корневые экссудаты) стимулирует микробное разложение органического углерода почвы, поскольку микроорганизмы используют его для получения дефицитных питательных веществ.
Легко разлагаемые соединения из растительности подвергаются микробным трансформациям, что приводит к связыванию микробных клеточных остатков с минералами и образованию микробной биомассы почвы (SMC, soil microbial carbon). В частности, в термокарстовых озёрах с заболоченными лугами, где биомасса и видовое разнообразие выше, обнаружены наиболее интенсивные потоки SMC. Это создаёт благоприятную среду для метаногенов — микроорганизмов, производящих метан, что приводит к увеличению выбросов этого газа.
Важно отметить, что современное органическое вещество, образующееся при разложении растительности, оказывает большее влияние на микроорганизмы по сравнению с древним углеродом, освобождающимся при таянии вечной мерзлоты.
Влияние на климат и перспективы дальнейших исследований
Метан — один из мощнейших парниковых газов, поглощающий тепловое излучение гораздо эффективнее углекислого газа, хотя и обладает меньшим сроком жизни в атмосфере (около 12 лет). Учёные также отметили, что термокарстовые озёра Цинхай-Тибетского нагорья характеризуются высоким уровнем pH, что может способствовать повышенной активности микроорганизмов, участвующих в метановом цикле.
Поскольку термокарстовые озёра Западной Сибири и Цинхай-Тибетского нагорья отличаются по физико-химическим характеристикам и содержанию углерода, учёные планируют продолжить аналогичные исследования в российских регионах.
Ранее специалисты ТГУ совместно с коллегами из Китая и Германии при поддержке Российского научного фонда (РНФ) изучали аэробное окисление метана в мелководных термокарстовых озёрах Западной Сибири. Результаты этих работ опубликованы в журнале Global Change Biology (Q1).
Международное сотрудничество в области климатологии позволяет глубже понять динамику природных экосистем в условиях ускоренного изменения климата. Полученные данные имеют важное значение для разработки стратегий, способных замедлить нежелательные климатические процессы.
