Год издания: 2021
Ключевые слова: эмиссия метана, тундра, арктика, антарктика, глобальное потепление, увеличение количества осадков, полевые эксперименты, метагеномный анализ, метаногены, метанотрофы, стабильные изотопы, картирование, прогностические оценки
Аннотация: В предлагаемом исследовании мы хотим впервые напрямую сравнить потенциальную эмиссию метана в атмосферу с наземных ландшафтов Арктики и Антарктики, как экосистем, имеющих уже доказанный высокий метаногенный потенциал, но который ограничен холодными условиями местообитаний. В качестве основного исследуемого фактора мы предполагаем вПоказать полностьюзять увеличение осадков, поскольку дождь является важным переносчиком тепловой энергии в почву. Недавними исследованиями (Neumann et al.,2019; Douglas et al., 2020) спрогнозировано, что в высоких широтах Земли в будущем будет более теплое и влажное лето, а увеличение количества и температуры осадков повлияет на термические процессы в почве и, как следствие, на эмиссию метана. Мы предлагаем экспериментальный подход для оценки нескольких гипотез: (i) какой период, количество и время выпадения осадков должны стать движущей силой, оказывающей краткосрочное либо долгосрочное (за вегетационный период) воздействие на арктические/антарктические экосистемы? (ii) каковы основные факторы/условия, вызывающие такой эффект? (iii) насколько широк диапазон реагирования микробоценозов цикла метана на увеличение осадков в текущих условиях и прогнозируемых изменениях? Предлагаемый проект актуален как в теоретическом, так и в практическом отношении. С научной точки зрения, его актуальность определяется повышенным вниманием исследователей, работающих в области наук об окружающей среде, к функционированию криогенных почв, оказывающих, как считается, существенное воздействие на климат Земли. За последние годы был достигнут значительный прогресс в отношении оценок запасов органического углерода в мерзлотных почвах Арктики (Tarnocai et al., 2009; Hugelius et al., 2014), характера процессов разложения органического вещества при таянии мерзлоты (Wild et al., 2014; Gentsch et al., 2015), сопряженной эмиссии парниковых газов (CO2, CH4) (Sachs et al., 2008; Kutzbach, 2010; Knoblauch et al., 2015, 2018), а также активности почвенной биоты криогенных почв (Liebner et al., 2015; Сорокин и др., 2017; Масягина и др., 2017). Тем не менее, вопрос о механизмах адаптации почвенной биоты криогенных почв в период, следующий за потеплением, до сих пор остается открытым, как и сами механизмы, вызывающие потепление почвенных экосистем. Подобных исследований в Антарктическом регионе еще не проводилось.