Деревья с гнилью сердцевины могут становиться источниками метана

Учёные Университета Нотр-Дам (США) установили, что деревья, поражённые гнилью сердцевины, могут выделять повышенные объёмы метана. Результаты работы опубликованы в журнале New Phytologist.

Исследование проводилось в лесах северных районов американских штатов Висконсин и Мичиган на базе Центра экологических исследований Университета Нотр-Дам (UNDERC). Авторы работы проанализировали выбросы углеродсодержащих газов у здоровых и больных деревьев в возвышенных лесных экосистемах.

По данным исследователей, здоровые деревья выделяли меньше метана по сравнению с соседними деревьями, поражёнными гнилью сердцевины — распространённым грибковым заболеванием, вызывающим внутреннее разрушение ствола и ветвей лиственных пород. При этом выбросы углекислого газа оставались относительно стабильными независимо от степени поражения.

Руководитель исследования, эколог Университета Нотр-Дам Адриан Роча отметил, что ранее возвышенные леса считались устойчивыми поглотителями метана благодаря сухим почвам, в которых микроорганизмы поглощают этот газ. Однако полученные данные свидетельствуют о том, что при развитии заболевания лес может становиться источником метана.

Для оценки степени поражения древесины учёные применили метод звуковой томографии. С помощью звуковых волн и датчиков, размещённых на коре, формировались «тепловые карты» состояния древесины. Далее проводились измерения концентраций углекислого газа и метана, выделяемых каждым деревом.

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. Исследователи также отбирали пробы воздуха в почве вокруг деревьев. Независимо от состояния дерева почва поглощала небольшие объёмы метана и выделяла незначительные объёмы углекислого газа.

Лабораторные анализы показали, что сами грибы, вызывающие гниль сердцевины, не производят метан. Однако в разрушенной древесине были обнаружены метаногены — археи, способные образовывать метан. Их присутствие подтверждено методом геномного секвенирования образцов сердцевины. По мере прогрессирования заболевания увеличивается численность метаногенов, а трещины в коре способствуют более активному выходу газа наружу.

По словам аспиранта Чатуранги Сеневиратне, возглавлявшего практическую часть исследования, поражённые деревья могут формировать локальные «горячие точки» выбросов метана на уровне леса.

Авторы отмечают, что выявленная связь между состоянием деревьев и выделением метана может иметь значение для оценки углеродного баланса лесных экосистем. В дальнейших исследованиях планируется анализ потоков метана на уровне экосистемы в целом и оценка возможных изменений роли лесов в глобальном углеродном цикле.