Деревья с гнилью сердцевины могут становиться источниками метана
Одним из важных открытий в этой области стало выявление связи между заболеванием деревьев и выбросами парниковых газов. Исследователи из Университета Нотр-Дам (США) обнаружили, что деревья, поражённые гнилью сердцевины, способны выделять значительно повышенные объёмы метана — одного из мощных парниковых газов. Эти результаты были подробно описаны в авторитетном научном издании New Phytologist.
Экспериментальная работа проводилась в северных лесах американских штатов Висконсин и Мичиган, на базе Центра экологических исследований Университета Нотр-Дам (UNDERC). Учёные тщательно сравнивали выбросы углеродсодержащих газов от здоровых деревьев и тех, которые страдали от гнили сердцевины — грибкового заболевания, вызывающего внутреннее разрушение ствола и ветвей у лиственных пород. Особое внимание уделялось возвышенным лесным экосистемам, где влияние таких заболеваний может быть особенно заметным.Результаты исследования показали, что здоровые деревья выделяют значительно меньше метана по сравнению с инфицированными соседями. Это открытие имеет важное значение для понимания биологических процессов, влияющих на состав атмосферы и изменение климата. Гниль сердцевины не только ослабляет деревья, но и способствует увеличению выбросов метана, что может ускорять парниковый эффект. Дальнейшие исследования в этой области помогут разработать более эффективные стратегии управления лесными экосистемами и смягчения последствий климатических изменений.Изменения в состоянии лесных массивов оказывают значительное влияние на процессы обмена парниковых газов в экосистемах, что имеет важные последствия для глобального климата. В новом исследовании, проведённом учёными Университета Нотр-Дам, было выявлено, что выбросы углекислого газа остаются относительно стабильными вне зависимости от степени поражения деревьев заболеванием. Это открытие бросает вызов прежним представлениям о влиянии болезней леса на углеродный цикл.Руководитель исследования, эколог Адриан Роча, подчеркнул, что ранее считалось, что возвышенные леса выступают надёжными поглотителями метана благодаря сухим почвам, в которых микроорганизмы активно поглощают этот парниковый газ. Однако новые данные показывают, что при развитии заболевания лес может перестать быть поглотителем и начать выделять метан, что существенно меняет понимание роли лесов в климатической системе.Для точной оценки степени поражения древесины учёные использовали метод звуковой томографии — инновационный подход, основанный на анализе распространения звуковых волн через древесину. Датчики, закреплённые на коре деревьев, позволяли создавать детализированные «тепловые карты» состояния древесины, выявляя внутренние повреждения и зоны поражения. После этого исследователи измеряли концентрации углекислого газа и метана, выделяемых каждым отдельным деревом, что позволило установить связь между степенью поражения и изменениями в газообмене.Таким образом, результаты исследования расширяют понимание того, как заболевания леса влияют на парниковый эффект, и подчеркивают необходимость учитывать эти процессы при моделировании климатических изменений. В будущем подобные методы диагностики и мониторинга могут стать ключевыми инструментами для сохранения здоровья лесных экосистем и смягчения последствий глобального потепления.Изучение газообмена в древесных тканях открывает новые горизонты в понимании биохимических процессов в лесных экосистемах. Дополнительные измерения позволили установить, что углекислый газ в наибольших концентрациях выделяется в заболони — зоне непосредственно под корой, тогда как метан достигает максимума в сердцевине ствола. Это свидетельствует о том, что разные слои древесины участвуют в различных биохимических процессах, влияющих на состав выделяемых газов. Исследователи также отбирали пробы воздуха в почве вокруг деревьев. Независимо от состояния дерева почва поглощала небольшие объёмы метана и выделяла незначительные объёмы углекислого газа, что указывает на активное взаимодействие между почвенными микроорганизмами и атмосферой. Лабораторные анализы показали, что сами грибы, вызывающие гниль сердцевины, не производят метан. Однако в разрушенной древесине были обнаружены метаногены — археи, способные образовывать метан, что подчеркивает важность микробиологических сообществ в процессах разложения древесины и выделения парниковых газов. Эти результаты помогают лучше понять роль лесных экосистем в глобальном углеродном цикле и могут способствовать разработке новых методов мониторинга и управления лесными ресурсами.Современные методы геномного секвенирования позволяют с высокой точностью выявлять микробные сообщества внутри древесины, что открывает новые горизонты в изучении биогеохимических процессов в лесных экосистемах. Исследования показали, что метаногены, микроорганизмы, ответственные за образование метана, активно присутствуют в сердцевине деревьев, и их численность значительно возрастает по мере прогрессирования заболеваний древесных пород. Кроме того, появляющиеся трещины в коре деревьев создают благоприятные условия для усиленного выхода метана в атмосферу, что может влиять на локальный микроклимат и газообмен в лесу.Аспирант Чатуранги Сеневиратне, руководивший практической частью исследования, подчеркнул, что поражённые деревья способны формировать своеобразные «горячие точки» — участки с повышенной эмиссией метана, которые могут существенно изменять распределение парниковых газов на уровне всего лесного массива. Это открытие важно не только для понимания микробиологических процессов внутри древесины, но и для оценки влияния лесных заболеваний на глобальные экологические процессы.Авторы работы отмечают, что выявленная корреляция между состоянием деревьев и уровнем выделения метана имеет ключевое значение для более точного моделирования углеродного баланса лесных экосистем. В будущем планируется проведение комплексных исследований, направленных на анализ потоков метана на уровне всей экосистемы, а также оценку того, как изменения в состоянии лесов могут повлиять на их роль в глобальном углеродном цикле. Такие данные помогут разработать более эффективные стратегии сохранения лесов и смягчения последствий климатических изменений.Источник и фото - nia.eco
