Высокая сезонная изменчивость почвенных микробов ведет к увеличению выбросов углерода
Сезонные колебания температуры и влажности почвы влияют на активность почвенных микробов (бактерий и грибов), что, в свою очередь, влияет на выбросы углерода из почвы и циклы питательных веществ. Микробы потребляют углерод как источник энергии: при увеличении их численности и активности растет и потребление углерода, что приводит к увеличению выбросов.
В моделирующем исследовании, опубликованном 10 мая в Global Change Biology, экологи из Университета Сан-Диего обнаружили, что эта сезонность микробных сообществ оказывает значительное влияние на глобальные выбросы углерода и является фундаментальным механизмом, регулирующим взаимодействие между наземными экосистемами и климатом, а также почвенную биогеохимию.
Ключевой вывод моделирования: Когда в модели убрали сезонные колебания, поддерживая популяцию микробов на постоянном среднем уровне, скорость микробного дыхания (и, следовательно, выбросы углерода) снизилась.
- Ведущий автор Сяофэн Сю: «Когда мы манипулировали количеством и активностью почвенных микробов в симуляциях... мы обнаружили, что при устранении сезонной изменчивости скорость микробного дыхания снижалась».
Практическое значение: Управляющие земельными ресурсами могут рассмотреть возможность снижения колебаний популяции почвенных микробов (например, за счет сокращения обработки почвы), чтобы уменьшить выбросы углерода и поддержать плодородие почвы.
Методология: Исследование проводилось с использованием микробной модели CLM-Microbe (Community Land Model), развернутой на суперкомпьютере. Модель способна симулировать динамику бактерий и грибов, что улучшает понимание их роли в углеродном цикле. Моделирование и валидация были выполнены для девяти природных биомов.
Значение и дальнейшие шаги:
- Исследование подчеркивает необходимость учета микробной сезонности в моделях земной системы для улучшения прогнозов взаимодействия климата и углерода.
- В дальнейшем ученые планируют изучить влияние микробной сезонности на глобальный углеродный баланс с учетом динамики изменения землепользования.