Как мертвая древесина с помощью грибов помогает восстановлению лесов

Апошнія навіны,Сусветная навіна ад 26 кастрычніка 2022 года

Последствия сильных ветров и ураганов хорошо видны над землей. То, что происходит под землей, менее очевидно и изучено хуже.

Тем не менее, знания о воздействии валежа на сообщества грибов и запасы углерода важны, чтобы понимать, как оптимально управлять лесами. Новые исследования показывают, что на симбиотические грибы, которые помогают деревьям расти и способствуют естественному восстановлению леса, могут негативно влиять вмешательства человека в лесные экосистемы.

Поваленное ветром дерево в Беловежской пуще

С 1970 по 2010 год количество древесины, изъятой, например, из лесов ЕС, пострадавших от ветровалов и нашествий короедов, удвоилось. В связи с изменением климата прогнозируется, что эта проблема будет только расти. Вмешательство человека может резко изменить структуру леса и среду обитания. Валежник же способствует видовому богатству. Однако руководители лесных хозяйств часто удаляют его, производя так называемые «санитарные рубки». Это делается, поскольку мертвые и поврежденные деревья якобы привлекают насекомых-вредителей лесного хозяйства и способствуют ветровалам, также ограничивают доступ для техники, а могут быть использованы для получения дохода.

Зачем грибам нужна мертвая древесина?

Некоторым грибам нужна гнилая древесина для производства плодовых тел и спор, и предыдущие исследования показали, что «санитарные рубки» влияют на них негативно, но в целом пока мало исследований о том, как такое вмешательство влияет на микробиом почвы. Между тем, поскольку грибы разлагают органические вещества, изменения в их сообществах могут изменить динамику углерода и азота в почве.

Чтобы изучить реакцию грибных сообществ на вмешательство, исследователи провели отбор проб на 21 нетронутом и нарушенном участке в национальном парке «Баварский лес» в Германии, который пострадал от урагана в 2007 году, а затем от серьезных вспышек короеда-типографа. На всех участках преобладала ель европейская. Половина нарушенных участков была вырублена с помощью техники; на другой половине сохранились как упавшие, так и сухостойные деревья, подвергшиеся нападению короедов деревья.

Исследователи измерили эргостерол (основной стероид грибов, не обнаруженный в растениях) в почве в качестве показателя биомассы грибов, зафиксировали относительную численность различных типов грибов и произвели поиски шести ферментов, участвующих в разложении органических веществ, а также в циркуляцию углерода и азота.

В целом биомасса грибов уменьшалась по мере уменьшения количества деревьев на участке. На нетронутых участках преобладали эктомикоризные грибы (например, клавулины и сыроежки), которые ведут симбиотический образ жизни и получают углерод от деревьев-хозяев. Они образуют сеть (гифальную оболочку) вокруг корней дерева, которая помогает дереву поглощать воду и минералы, в то время как гриб получает доступ к сахарам из дерева.

Сапротрофные виды грибов (например, Mortierella), которые получают энергию от разлагающихся веществ, были наиболее многочисленны на нарушенных участках. Считается, что они наиболее эффективны при разложении органики, но многие виды эктомикоризных грибов также содержат ферменты, которые могут разрушать целлюлозу, хитин и лигнин. Питательные вещества, которые они получают при этом, также могут передаваться связанным с ними деревьям, способствуя их росту.

Относительная численность эктомикоризных грибов снизилась с 67 % на нетронутых участках до 28 % на вырубленных, при этом заметно уменьшилось количество сыроежек и мухоморов. По словам исследователей, это можно объяснить значительным сокращением старых деревьев-хозяев после их изъятия.

Относительная численность каждого типа грибов была одинаковой на участках с санитарными рубками и на участках, где оставили мертвую древесину. Тем не менее, некоторые группы коррелировали с более высоким количеством валежной и стоячей древесины, возможно, из-за положительного эффекта на регенерацию на участках с минимальным вмешательством. Валежник может защитить саженцы от поедания животными, в то время как уплотнение почвы машинами может быть вредным для некоторых грибов. Поскольку эктомикоризные грибы усиливают рост деревьев, мертвая древесина может быть полезна для восстановления нарушенных экосистем.

Исследователи обнаружили, что одновременно с изменениями в грибных сообществах активность ферментов, разлагающих органические вещества, снижается на 30–80% после санитарных рубок. Интересно, что относительное увеличение сапротрофных грибов не привело к большему разложению древесины, хотя они и обладают большим ферментативным потенциалом, чем эктомикоризные.

Сапротрофы (др.-греч. σαπρός — «гниль» и τροφή — «пища») — организмы, питающиеся отмершими останками других существ или фекалиями животных, известными как детрит.

Исследователи отмечают, что снижение ферментативной активности может фактически способствовать восстановлению запасов углерода и азота в почве после вмешательства, поскольку эти запасы могут уменьшаться, если скорость разложения превышает скорость поступления органических веществ.

Сокращение древесной биомассы в лесах оказывает глубокое воздействие на экологию почвы. Исследователи заключают, что сохранение оставшихся деревьев и мертвой древесины может значительно уменьшить изменения экосистемы, сохранив сообщества грибов и поддерживая процессы разложения древесины.

Источник: environment.ec.europa.eu