ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Анализ причин замедленной деструкции верхового торфа, который проводится уже на протяжении более века, продолжает привлекать внимание исследователей. Несмотря на множество высказанных гипотез, на основании которых ученые пытаются объяснить – какие именно экологические факторы определяют скорость деструкции торфа – этот вопрос до сих пор остается дискуссионным. Особый интерес к этой проблеме возник в настоящее время в связи с предсказываемым экологами глобальным потеплением климата, что может привести к увеличению скорости разложения торфа и, следовательно, потере углерода. Если учесть, что в торфяниках и заболоченных почвах сосредоточен громадный пул биогенного углерода, то проблема сохранения депонированного углерода касается, прежде всего, этих гидроморфных почв. В работах, посвященных анализу влияния разных экологических факторов на процесс разложения торфа, как правило, отсутствует комплексный подход – изучается либо степень разложения торфа под влиянием изменения экологических факторов, либо исследуются микробные комплексы торфяных почв, но пока мало данных о функциональной роли микроорганизмов разных таксонов в разложении торфа. Представляется необходимым проведение мониторинга процесса микробной деструкции сфагнума с одновременным анализом, как таксономического состава эукариотных и прокариотных блоков микроорганизмов на разных этапах деградации торфа, так и определением процессов эмиссии углекислого газа, денитрификации, азотфиксации, ферементативной активности и степени разложения торфа. Предполагается проведение модельных опытов с верховыми торфяниками в условиях микрокосма, чтобы ответить на вопрос о том, как повлияют разные экологические факторы (температура, аэрация, концентрация азота и фенольных соединений и др.) на функционирование разных групп микроорганизмов, участвующих в разложении торфа.
В результате проведенного нами анализа, как собственных данных, так и полученных зарубежными и отечественными учеными, относительно влияния экологических факторов на функционирование микробных комплексов верховых торфяников и деструкцию сфагнума представляется возможным сделать следующие выводы. Кислая реакция среды, низкие температуры и недостаток питательных элементов хотя и являются лимитирующими факторами, но не столь критичными, для функционирования микроорганизмов в верховых торфяниках. Ингибирующее влияние фенольных соединений, содержащихся в экстрактах сфагнума, не проявляется по отношению к микроорганизмам, обитающим в верховых торфяниках. Однако сфагнолы могут существенно снижать обилие и сужать спектр бактерий-гидролитиков в верховых торфяниках. Что касается концентрации кислорода, то для одноклеточных прокариот, способных развиваться в микролокусах, распределение кислорода в толще верхового торфяника вполне достаточно для их размножения по всему профилю. Грибы – мицелиальные микроорганизмы, требующие для распространения мицелия достаточно большого пространства с постоянной концентрацией кислорода, способны существовать в виде мицелия лишь в верхней толще торфяников. Дополнительная аэрация верхних слоев торфяников привела к увеличению показателей обилия и перестройке в структуре грибных комплексов, но не активизировала их деятельность, результатом которой является разложение полисахаридов клеточных стенок мха. Увеличение грибного пула имело место, скорее всего, за счет использования грибами легко метаболизируемых органических соединений, содержащихся как в сфагнуме, так и сопутствующих сосудистых растениях верховых болот. Труднодоступные соединения грибы не использовали, соответственно не происходила и деструкция верхового торфа. Следовательно, на первом, начальном этапе деструкции сфагнума, основным ограничивающим фактором является особый состав полисахаридов сфагнума, который с трудом поддаётся разрушению микроорганизмами. В результате в верхнем слое (акротельме), несмотря на аэробные условия, сфагновая подстилка разрушается очень медленно – потеря массы составляет 10–20% в год. В нижних слоях торфяника в качестве ключевого выступает не один фактор, а совокупность факторов. Во-первых, это существенное ограничение по кислороду, во-вторых, это повышенное содержание сфагнанов и сфагнолов, фенолсодержащих соединений и антиокислителей. Каждый из вышеуказанных факторов оказывает ингибирующее действие на функционирование грибов в верховых торфяниках, а в совокупности их эффект усиливается, что вызывает подавление процессов деструкции органического вещества. Действие этих факторов выражается в суммарном эффекте – низкой скорости разложения сфагнума, которая составляет от 0,1 до 0, 001 % в год.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2010 г.-31 декабря 2012 г. | Влияние экологических факторов на функционирование микробных комплексов верховых торфяников и деструкцию сфагнума |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".