Ученые установили вклад мхов и лишайников в кругооборот метана в Арктике

Способность бактерий, существующих на мхах и лишайниках прибрежных экосистем Арктики и Антарктики, поглощать и перерабатывать метан оценили новосибирские и красноярские ученые, 29 июня сообщает пресс-служба ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН». Криогенные или мерзлотные почвенные экосистемы существуют в условиях низких температур и постоянной мерзлоты. Они характерны для Арктики и Антарктики. Такие экосистемы служат глобальным хранилищем органического углерода и метана.

Метан, выделяющийся из мерзлоты под воздействием изменения климата, обычно поглощается живущим в почве сообществом метанотрофных бактерий, а также мхами и лишайниками, с которыми эти бактерии живут в симбиозе — бактерии получают среду обитания и защиту, а растения — дополнительный углекислый газ. Однако повышение среднегодовых температур, наблюдающееся в последнее время, приводит в криогенных регионах к быстрому таянию вечной мерзлоты, нарушающему баланс этих экосистем. При этом происходит высвобождение органического углерода за счет метаногенных бактерий и выброс метана в атмосферу.

Исследование криогенных экосистем сибирские ученые проводили в тундре островов дельты реки Лены в Якутии и на острове Кинг-Джордж в Южной Антарктиде. В результате они подтвердили, что бактерии в симбиозе с мхами и лишайниками способны потреблять и перерабатывать атмосферный метан. Наибольшую «производительность» поглощения метана при этом показали сообщества бактерий с лишайниками Cetraria laevigata и мхами Sphagnum compactum.

Ученые установили также, что при определенных условиях такие сообщества в Арктике и Антарктиде ведут себя по-разному. Так, на островах в дельте Лены потребление метана сообществами мхов и лишайников происходило вне зависимости от сезона и влажности окружающей среды. Однако при увеличении влажности на острове Кинг-Джордж в Антарктике до 60% такие сообщества не поглощали, а выделяли метан. Лишь на мхи видов Sanionia sp и Campylium sp изменение влажности не действовало, и они продолжали перерабатывать метан.

Младший научный сотрудник Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН Валерий Кадуцкий пояснил задачи проведенного исследования: «Мерзлотные прибрежные экосистемы привлекают особое внимание, так как эти районы являются серьезным потенциальным источником биогенного метана за счет таяния вечной мерзлоты и эрозии береговой линии, в результате чего органическое вещество почвы становится доступным для микробной деградации, в том числе для сообществ, производящих метан».

Однако увеличению выбросов метана в атмосферу могут помешать метанотрофные бактерии, которые его поглощают. «Принято считать, — продолжил Валерий Кадуцкий, — что Антарктида не является значительным источником метана, однако наличие активных производителей метана в холодолюбивых сообществах острова Кинг-Джордж свидетельствует о наличии в экосистеме постоянных метановых потоков, и позволяет предположить, что антарктические экосистемы, как и арктические могут быть как поглотителем, так и источником метана».

Результаты исследования ученые представили в статье «Метанотрофная способность криптогамных сообществ прибрежных экосистем», опубликованной в сборнике конференции Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes.