Как среда и микроорганизмы регулируют биогеохимические процессы в почвах тибетских водно-болотных угодий

Тибетское плато, известное как «третий полюс» мира, содержит обширные и разнообразные водно-болотные угодья. Они регулируют важные экологические функции через такие биогеохимические процессы азота (N) и углерода (C), как денитрификация, разложение органического вещества и эмиссия метана. Однако пути влияния экологических и биологических факторов на эти процессы оставались неясными.

Чтобы выяснить роль факторов среды и микроорганизмов, группа по экологии водно-болотных угодий под руководством профессора Лю Гуйхуа из Уханьского ботанического сада исследовала скорости циклов N и C в почвах, собранных на 36 участках высокогорных и удалённых тибетских водно-болотных угодий. Измерялись:

• потенциальная нитрификация,
• чистая нитрификация,
• потенциальная денитрификация,
• немодифицированная денитрификация,
• производство метана,
• окисление метана.

Исследование показало, что все измеренные скорости циклов N и C не различались значимо между типами водно-болотных угодий. Физико-химические свойства почвы (например, влажность, концентрация C и N) объясняли большую долю дисперсии в большинстве скоростей циклов.

Микробное обилие и разнообразие также были важны для контроля потенциальной и немодифицированной денитрификации соответственно. Path-анализ дополнительно показал, что влажность почвы и доступность N и C могут влиять на процессы C и N как напрямую, так и косвенно.

Работа также указала, что несколько биогеохимических процессов в тибетских водно-болотных угодьях ограничены азотом. Следовательно, даже слабое антропогенное воздействие (например, сброс сточных вод или азотные депозиции) может значительно изменить циклы N и C и даже экологические функции этих угодий.

Исследователи предлагают уделять больше внимания экологическим рискам для этих хрупких экосистем.

Исследование поддержано Youth Innovation Promotion Association Китайской академии наук и Национальным фондом естественных наук Китая. Результаты опубликованы в журнале Environmental Science & Technology.