В Цинхай-Тибетском нагорье. Ученые РФ и КНР исследуют эмиссию парниковых газов от термокарстовых озер

Изучение цикла углерода в контексте глобального потепления является ключевым направлением, позволяющим понять механизмы изменения климата и прогнозировать его дальнейшую трансформацию. Ученые Томского государственного университета, Института исследований Тибетского плато Китайской академии наук, Института национального парка Саньцзянъюань, Университета Ланьчжоу и ряда других научных центров Китая опубликовали статью, в которой описали вклад растительности и микробного сообщества термокарстовых озёр в эмиссию парниковых газов, способствующих глобальному потеплению. Результаты исследования опубликованы в журнале Water Research (Q1).

Термокарстовые озера – это водоемы, появившиеся в результате таяния многолетней мерзлоты. В Китае основные территории, занятые мерзлотой, находятся преимущественно в Цинхай-Тибетском нагорье, самом высоком нагорье мира, – поясняет один из авторов статьи, старший научный сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ Ринат Манасыпов. – Исследования, результаты которых представлены в статье, были проведены на 17 термокарстовых озерах, расположенных на этой территории.

Изученные озера располагаются на участках с различным типом растительности: заболоченный луг, альпийский луг, альпийская степь и альпийская пустыня. Целью ученых было выяснить, как растительность береговой линии водоёмов влияет на формирование микробных сообществ, отвечающих за разложение органического вещества, в результате которого в донных отложениях и озерных водах продуцируются парниковые газы.

Анализ результатов, проведенный китайскими коллегами, помог выявить взаимосвязи между величиной эмиссии парниковых газов и типом растительности, – говорит Ринат Манасыпов. – Показано, что богатый углеродом субстрат (листовая подстилка, корни, корневые экссудаты) стимулируют микробное разложение существующего органического углерода почвы для получения дефицитных питательных веществ.

Легко разлагаемый углерод, поступивший из растительности, подвергается микробным трансформациям. В результате микробные клеточные остатки связываются с минералами и стабилизируются в виде углерода микробной биомассы почвы (SMC, soil microbial carbon).

Выявлено, что в термокарстовом озере с типом растительности «заболоченный луг», где более высокие показатели биомассы, проективного покрытия и индекса видового разнообразия, выявлен больший поток SMC в термокарстовые озера. Это создает более благоприятную среду для метаногенов (микроорганизмов, которые образуют метан), что приводит к более высоким выбросам метана. Важно, что современное органическое вещество, полученное при разложении растительности, показало более существенное влияние на микроорганизмы (для них оно «вкуснее», легко разлагаемое), чем оттаявшее древнее органическое вещество мерзлой толщи.

Стоит отметить, что метан оказывает согревающее воздействие во много раз сильнее, нежели углекислый газ, поскольку обладает повышенной способностью поглощать тепловое излучение. Это и определяет способность того или иного газа создавать парниковый эффект. Срок жизни метана в атмосфере – около 12 лет.

Термокарстовые озера в Цинхай-Тибетском нагорье имеют значительно более высокие значения рН, чем наши в Западной Сибири. Это также может привести к большей активности микроорганизмов, отвечающих за цикл метана, – объясняет ученый ТГУ. – Термокарстовые озера Западной Сибири и Тибетского нагорья существенно отличаются и физико-химическими параметрами, и содержанием углерода (органического и неорганического), поэтому для нас с коллегами интересно провести аналогичные исследования на нашей территории.

Ранее ученые ТГУ с коллегами из Китая и Германии при поддержке РНФ исследовали процесс аэробного окисления метана в мелких термокарстовых озерах Западной Сибири. Результаты совместной работы опубликованы в журнале Global Change Biology (Q1). Совместные исследования ученых разных стран помогают лучше понять «поведение» различных экосистем в условиях стремительно меняющегося климата, который представляет один из самых серьезных вызовов, стоящих перед человечеством. Результаты исследований нужны для разработки подходов, способных снизить скорость нежелательных климатических изменений.

Фото предоставил Ринат Манасыпов, источник: ТГУ