Эффективность использования углерода (ЭИУ) микробами характеризует отношение количества углерода, удерживаемого в биомассе, к его поглощению. Несмотря на свою важность для определения потерь и образования углерода в почве, изменение ЭИУ микробами при таянии многолетней мерзлоты остаётся недостаточно изученным. Обнаружено, что микроорганизмы верхнего слоя почвы (0–10 см) растут быстрее и обладают более высоким ЭИУ после резкого таяния многолетней мерзлоты. Ускоренный рост в первую очередь обусловлен изменениями в составе микробного сообщества (большая биомасса грибов по сравнению с бактериями и быстрее растущие таксоны) и повышением доступности почвенного фосфора. Эти результаты свидетельствуют о том, что повышение ЭИУ микробами после таяния многолетней мерзлоты потенциально способствует включению компонентов микробных клеток в почву и, следовательно, стимулирует образование стабильного почвенного углерода.

Динамика почвенного углерода при таянии многолетней мерзлоты представляет собой существенный фактор неопределённости в климатических прогнозах. Как потеря, так и образование почвенного углерода в регионах многолетней мерзлоты опосредованы микроорганизмами, и баланс этих двух процессов можно охарактеризовать синтетической метрикой, называемой эффективностью использования микробного углерода (ЭИУ). Однако то, как микробная ЭИУ реагирует на таяние многолетней мерзлоты, остаётся неясным из-за отсутствия прямых экспериментальных данных. Здесь, основываясь на последовательности данных таяния многолетней мерзлоты продолжительностью около 27 лет и пяти дополнительных участках, подвергшихся термокарсту на северо-востоке Тибетского нагорья, авторы исследовали реакцию микробной ЭИУ на резкое таяние многолетней мерзлоты, используя подход, независимый от субстрата, слежения за ¹⁸O. Результаты, полученные в ходе последовательности таяния и на дополнительных участках в региональном масштабе, последовательно показывают, что микробная ЭИУ верхнего слоя почвы (от 0 до 10 см) увеличивается после разрушения многолетней мерзлоты в результате ускоренного роста. Повышенный рост микроорганизмов и ЭИУ обусловлены изменениями в микробных сообществах с увеличением соотношения грибковой и бактериальной биомассы и увеличением количества копиотрофов. Кроме того, повышенная доступность почвенного фосфора также может способствовать росту микроорганизмов и ЭИУ. Эти результаты показывают, что более высокая ЭИУ микроорганизмов при резком таянии многолетней мерзлоты потенциально повышает стабильность углерода в почве, способствуя отложению углерода, полученного микробным путём. Таким образом, модели земной системы должны подробно описывать микробную ЭИУ и её факторы для точного прогнозирования обратной связи между углеродом многолетней мерзлоты и климатом.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2419206122