Повышение уровня моря может привести к увеличению выбросов метана с водно-болотных угодий

Новое исследование биологов из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) и Калифорнийского университета в Беркли ставит под сомнение устоявшееся представление о том, что проникновение солёной морской воды в эстуарные (приливные) водно-болотные угодья снижает выработку метана — мощного парникового газа.

Изучив микробные, химические и геологические особенности 11 зон водно-болотных угодий, команда обнаружила, что участок, подверженный слабому влиянию морской воды, выделял неожиданно высокие уровни метана — значительно больше, чем любые пресноводные участки. Результаты опубликованы в журнале mSystems.

Сложность факторов

• Количество присутствующих в почве метаногенов (организмов, производящих метан) плохо коррелировало с наблюдаемым уровнем выбросов.
• Даже учёт метанотрофов (организмов, потребляющих метан) в сочетании с метаногенами не давал полного объяснения.
• Учёные проанализировали ДНК из образцов почвы, определили присутствующие гены и их функции, а затем смоделировали, как эта генетическая информация в сочетании с химическими факторами приводит к наблюдаемым выбросам.

Неожиданный результат на восстановленном участке

На большинстве участков, от пресноводных до полностью солёных, количество выделяемого метана было обратно пропорционально количеству поступающей солёной воды. Однако на одном участке, который в 2010 году был восстановлен из сезонного пастбища обратно в естественное водно-болотное угодье, наблюдались высокие выбросы метана, несмотря на умеренное содержание солёной воды.

Традиционно считалось, что морская вода, содержащая больше сульфата (иона серы и кислорода, SO₄^2-), чем пресная, подавляет метаногены, поскольку бактерии, использующие сульфат для дыхания, получают конкурентное преимущество перед метаногенами, использующими CO₂.

Выводы исследования

• На выбросы метана значительное влияние оказывают и другие бактериальные группы, например, разлагающие углерод или участвующие в круговороте азота.
• Объяснить выбросы метана простыми факторами, такими как доступность сульфата или количество метаногенов, не удаётся.
• Моделирование соавтора Денниса Д. Балдоччи (UC Berkeley) показывает, что хотя восстановленное болото в настоящее время является источником парниковых газов, экосистема стабилизируется и станет чистым поглотителем углерода через 100–150 лет. Этот срок может не соответствовать ожиданиям сторон, восстановивших территорию с целью секвестрации углерода.

Подтверждение другими исследованиями

Исследования других лабораторий, в том числе Университета Дьюка и Университета штата Северная Каролина, также показали, что засоление почв прибрежных пресноводных болот может стимулировать выработку метана, причём сульфат не играет в этом процессе ключевой роли.

Общий вывод: Влияние вторжения морской воды и факторы, стоящие за восстановлением экосистем, являются более сложными и тонкими, чем считалось ранее. Микробиологические исследования помогают уточнить модели и прогнозы долгосрочной способности таких систем служить поглотителями углерода.