Леса это – крупнейшие наземные поглотители и резервуары углерода, играющие важную роль в регулировании СО2 в атмосфере. Специфической чертой их углеродного цикла является наличие большого по объему древесного пула углерода со временем его пребывания здесь десятки и сотни лет. В лесах России его объем около 30 Гт С и ежегодно он пополняется на 240 Мт С. Мобилизация углерода древесного пула происходит в ходе биологического разложения древесного дебриса – одного из наиболее масштабных процессов в углеродном цикле лесных экосистем. В России запасы древесного дебриса в углеродном эквиваленте оцениваются в 5 Гт и он является вторым по значимости после почвы природным источником СО2 – ежегодно от разложении древесных остатков в атмосферу поступает 214 Мт С-СО2. Поэтому, леса это не только С-СО2 депонирующие экосистемы, но и одни из крупнейших природных эмитентов этого парникового газа, с накоплением которого в атмосфере связывают современное изменение климата. Это объясняет наблюдаемый в настоящее время огромный интерес к изучению процессов разложения и газообмена древесного дебриса.
Fomitopsis pinicola
На примере древесных остатков Betula pendula Roth, разрушаемых типичной для них в предлесостепных сосново-березовых лесах Среднего Урала группой грибов-деструкторов (8 видов широко распространенных в бореальной области ксилотрофных базидиомицетов), с использованием «CО2/O2» газоанализатора, дана оценка сопряженности и баланса углеродного и кислородного газообмена древесного дебриса, интенсивности и эффективности окислительной конверсии «древесного» углерода в СО2, их связи с климатическими факторами и грибами-деструкторами.
Fomes fomentarius
Показано, что в диапазоне актуальных для умеренных широт температур (+10-40 °С) и относительной влажности 40-70% газообмен древесных остатков аэробный и включает два физиологически связанных процесса – эмиссия СО2 и потребление О2. Соотношение их объемов (0.9) говорит о том, что древесные остатки – это не только глобально значимый источник СО2, но и соответствующего масштаба потребитель О2; а также об эффективной окислительной конверсии углерода древесного дебриса в диоксид – выход СО2 по отношению к потребляемому O2 составляет 90%.
Fomitopsis pinicola
Углеродно-кислородный баланс газообмена древесных остатков, эффективность окислительной конверсии не зависят от вида грибов-деструкторов, а также от влажности и температуры, тогда как интенсивность газообмена зависит от вида грибов-деструкторов и является его климатически зависимой характеристикой. Ее драйверами выступают температура (Q10 = 2.0-2.1), а также влажность, изменение которой вызывает соответствующие по направленности и уровню изменения в эмиссии CO2 и потреблении O2. Их совместный эффект может выражаться как в усилении (при однонаправленном изменении), так и в ослаблении (при разнонаправленном изменении) интенсивности газообмена, а также, в силу альтернативности природной динамики температуры и влажности, в ее стабилизации.
Trichaptum biforme
Температурного максимума интенсивность газообмена древесных остатков достигает при +30-40 °C, а ее максимально возможный диапазон в интервале температур +10-40 °C при относительной влажности 40% оставляет от 10 до 60, а при 70% – от 20 до 110 мкгС-CO2/ г / ч. Физиологическим механизмом газообмена древесного дебриса является аэробное дыхание ксилотрофных базидиомицетов, являющихся необходимым условием и основным биотическим фактором газообмена, тогда как влажность и температура – это климатические регуляторы их активности.
Fomitopsis betulina
Фото Д. Дияровой:
Работа опубликована: в журнале Forests 26 августа 2021 г.