Как кустарники снижают позитивный вклад торфяников в климат

Торфяники (болота, торфяные трясины) — одни из важнейших экосистем мира для хранения атмосферного углерода и сдерживания процесса глобального потепления. За последние 30–50 лет торфообразующие сфагновые мхи, чей распад формирует торф, испытывают давление со стороны сосудистых растений, в основном мелких кустарников.

Новое исследование ученых из Швейцарского федерального института исследований леса, снега и ландшафта (WSL) и Федеральной политехнической школы Лозанны впервые описывает причины этого изменения растительности и объясняет, почему сосудистые растения получают преимущество над сфагновыми мхами в условиях более теплого климата.

Исследовательская группа три года наблюдала за четырьмя участками торфяников на высотах от 600 до 1900 метров. Выбранный высотный градиент отражает ожидаемые к 2050 году изменения климатических условий в северной Швейцарии. Ученые установили, что увеличение покрытия кустарниками и температуры почвы вдоль градиента привело к снижению производства нового опада сфагнума почти на 50%. Этот опад — главный источник накопления торфа.

Анализ показал, что сосудистые растения могут повышать доступность азота в почве (ключевого питательного элемента) с помощью специфических соединений в своих листьях. Они используют этот ресурс для роста через посредничество специфической грибной симбиотической связи на уровне корней (микоризы), процесс, который становится более частым при повышении температуры почвы. Одновременно с этим, при более высокой температуре сосудистые растения выделяют через корни большее количество органического вещества (так называемые «корневые экссудаты»), что стимулирует разлагающую активность почвенных микробов.

Поскольку сфагновых мхов становится меньше, будет образовываться меньше нового торфа для связывания атмосферного углерода. Кроме того, возросшая активность микробов ускоряет разложение старого торфа. Таким образом, углерод, который мог бы храниться тысячелетиями, может высвобождаться в атмосферу. Эта ситуация ставит под сомнение способность торфяников продолжать накапливать атмосферный углерод. Как следствие, торфяники могут превратиться из поглотителей углерода в его источники, усиливая потепление климата вместо того, чтобы смягчать его.