Как микоризные виды регулируют углерод в лесных экосистемах

Исследователи под руководством профессора Чжу Цзяоцзюня из Института прикладной экологии Китайской академии наук выяснили, как микоризные ассоциации регулируют распределение углерода между растениями и почвой в лесах в условиях глобальных изменений. Исследование опубликовано в Nature Climate Change.

Роль микоризы в углеродном цикле лесов

Лесные экосистемы хранят около 80% углерода наземных экосистем. Арбускулярная микориза (AM) и эктомикориза (ECM) — два основных типа микоризных грибов. Тип ассоциации «растение–гриб» критически важен для цикла углерода, влияя на рост растений и накопление углерода в почве.

Реакция на глобальные изменения

Учёные проанализировали 3050 наборов данных по биомассе леса, почвенному углероду и факторам среды. Было изучено 12 переменных, связанных с углеродом, чтобы оценить влияние глобальных изменений (азотных выпадений, повышенной концентрации CO₂ и потепления).

Ключевые результаты:

• Биомасса растений увеличилась на 17,9%–31,4% под действием глобальных изменений.
• Запасы углерода в почве менялись по-разному:
  • Рост на 7,8% при повышенном CO₂ (из-за увеличения биомассы корней и микробной активности).
  • Без значимых изменений при азотных выпадениях и потеплении (из-за закисления почвы и priming effect).

Различия между AM- и ECM-деревьями

Исследователи разделили виды деревьев на AM- и ECM-типы из-за различий в усвоении питательных веществ из почвы. Например, AM-деревья предпочитают почвы с относительно низким соотношением органического/неорганического азота, а ECM-деревья — с низким содержанием неорганического азота.

Важное открытие: реакция запасов почвенного углерода на азотные выпадения и потепление зависит от типа микоризы:

• В лесах с преобладанием AM-деревьев запасы углерода в почве снижались.
• В лесах с преобладанием ECM-деревьев запасы углерода в почве увеличивались.

Это указывает на ключевую роль микоризных ассоциаций в регуляции почвенных запасов углерода в условиях глобальных изменений.

Вывод для моделирования

Будущие глобальные модели углеродного цикла лесов должны учитывать тип микоризы для точного прогнозирования стратегий распределения углерода между растениями и почвой и их обратной связи с климатическими изменениями.