Повышение температуры нарушает «недостающее звено» микробных процессов в северных торфяниках

Торфяники занимают всего 3% суши, но хранят более трети всего почвенного углерода планеты. Ключевую роль в этом играют микробы, особенно два связанных процесса: фиксация азота и окисление метана. Они обеспечивают сфагновые мхи питательными веществами в бедных азотом торфяниках и часто называются «недостающим звеном» в их круговороте питательных веществ.

Исследователи из Технологического института Джорджии, Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) и других университетов изучили, как эти процессы отреагируют на изменение климата. Эксперимент проводился на полевой лаборатории SPRUCE в Миннесоте, где торфяные болота искусственно нагревали и повышали уровень CO₂.

Результаты эксперимента

• Температурный градиент: Участки торфа нагревали от +0°C до +9°C, что охватывает прогнозируемое IPCC повышение температуры в северных регионах на 4–6°C к 2100 году.
• Реакция мха: Покрытие сфагновым мхом резко сократилось с почти 100% до менее 15% в самых тёплых условиях.
• Нарушение микробной связи: Критически важные процессы фиксации азота и окисления метана рассогласовались при повышении температуры. Микробы, способные к обоим процессам, исчезли.
• Роль CO₂: Повышенный уровень углекислого газа частично компенсировал некоторые изменения в круговороте азота, вызванные потеплением, но разрыв между процессами сохранился.

Последствия

Исследование показывает, что потепление вызывает каскад непредсказуемых последствий:

1. Гибель сфагнового мха.
2. Функциональный сдвиг в его микробиоме.
3. Нарушение ключевых микробных процессов, поддерживающих здоровье экосистемы.

Это может подорвать способность торфяников накапливать углерод и высвободить значительные объемы парниковых газов. Полученные данные помогут улучшить климатические модели и разработать стратегии адаптивного управления этими критически важными экосистемами.