Биолог РУДН определила, от чего зависит активность почвенных микробов и как на неё влияет изменение климата

Глобальное потепление изменяет условия во всех регионах Земли. За изменением температуры и количеством осадков следуют не менее важные отклонения. Например, изменение активности микробов в почве. Почвенные микроорганизмы — важная составляющая круговорота углерода. Если их активность меняется, это влечет перестройку всей системы. Однозначного понимания, как именно глобальное потепление повлияет на микробное сообщество почвы, нет. Существуют гипотезы и теории, которые проверяют в лабораторных условиях. Биолог РУДН изучила этот эффект на примере разных экосистем с изменением высоты.

«Высотный градиент в горах — это „открытая лаборатория“ для изучения экологических гипотез и анализа ожидаемых последствий глобального потепления. Если рассматривать свойства почвы в районах, варьирующихся от леса до альпийских лугов, то больше всего меняется содержание углерода. Это связано с понижением температуры воздуха и увеличением количества осадков. Из-за этого замедляется микробиологическое разложение органического вещества почвы, что приводит к накоплению углерода. Глобальное потепление меняет распределение микробной активности почвы в зависимости от высоты. Поэтому для прогнозирования изменений, вызванных глобальным потеплением, нужна количественная оценка активности микробных сообществ на разных высотах градиента», — кандидат биологических наук Кристина Иващенко, старший преподаватель департамента ландшафтного проектирования и устойчивых экосистем РУДН.

Биологи исследовали разные экосистемы на склоне горы Ткачиха на Северо-Западе кавказских гор. Перепад высот на выбранном участке — 1,2 км. На склоне можно четко выделить пять зон — смешанный лес, еловый лес, лиственный лес, субальпийский луг и альпийский луг. Разброс среднегодовой температуры на участке — от 3,2 до 5,6℃. В каждой зоне биологи РУДН выделили по 12 участков, взяли образцы почвы, изучили растительный покров.

Биологи обнаружили, что распределение почвенных ферментов, которые выделяют микроорганизмы, нельзя объяснить только изменением высоты и содержанием питательных веществ. Например, активность лейцинаминопептидазы зависит от типа растительности и обилия травы, β-глюкозидаза зависит от соотношения углерода и азота, а фосфатаза — от температуры. В результаты главным движущим фактором в изменении микробной активности в разных экосистемах биологи назвали растительный покров (видовое разнообразие, состав, густоту).

«Растительный покров чувствителен к глобальному потеплению. В будущем зоны растительности неизбежно изменятся. Разнообразие экосистем в разных климатических зонах создает множество сценариев, по которым будет меняться микробная активность в почвах в условиях глобального потепления. Следовательно, обратная связь экосистем с глобальным потеплением станет более неопределенной. Наши результаты дают понимание закономерностей и движущих сил микробной активности почвы во всем спектре экосистем в умеренной климатической зоне», — кандидат биологических наук Кристина Иващенко, старший преподаватель департамента ландшафтного проектирования и устойчивых экосистем РУДН.

Результаты опубликованы в журнале Applied Soil Ecology.