Красноярские ученые впервые обнаружили, что лишайники, растущие на живых деревьях, при повышении влажности способны выделять парниковый газ метан. Этот процесс может иметь значительные последствия для обмена парниковых газов в лесных экосистемах региона при изменении климата и режима осадков. Результаты исследования опубликованы в журнале Forests.

Изменение климата особенно заметно в Сибири, где отмечаются высокие темпы потепления. Одной из причин этих изменений, по данным ученых, является увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере.

Исследователи из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» и СФУ оценили возможность выделения парниковых газов эпифитными, то есть растущими на живых деревьях, лишайниками в лесах Средней Сибири. Они впервые показали, что при повышении влажности лишайники способны выделять метан в течение длительного периода. Это позволяет предположить, что при изменении климата и режима выпадения осадков лишайники будут вносить достаточно большой вклад в обмен парниковых газов в лесных экосистемах Сибири.

Лишайники широко распространены и встречаются в различных лесных экосистемах, включая сибирские леса, которые особенно уязвимы к изменениям климата. Специалисты изучили три вида лишайников: пармелию бороздчатую Parmelia sulcata Taylor, гипогимнию вздутую Hypogymnia physodes (L.) Nyl и эвернию мезоморфную Evernia mesomorpha Nyl., произрастающие в экологическом парке «Гремячья Грива» в Красноярске. Эти виды лишайников являются наиболее распространенными в Сибири. Ученые обнаружили, что способность лишайников к выделению парниковых газов изменяется под воздействием осадков. После повышения влажности лишайники выделяют больше парниковых газов.

«Помимо поглощения парниковых газов, лишайники могут выделять их, например, углекислый газ, закись азота и метан. Предыдущими исследованиями установлено, что выбросы метана и диоксида углерода растениями, размножающимися спорами, возрастают при температуре выше 20°С, а мы подтвердили это на эпифитных лишайниках. Характер выбросов или поглощения парниковых газов у лишайников может также измениться из-за более частых экстремальных дождей или засух. Метан будет быстрее поступать в атмосферу в более влажные периоды. Это показывает важность и необходимость учитывать лишайники в моделях, оценивающих реакцию цикла углерода в природных экосистемах на изменение климата», — рассказала Оксана Масягина, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева. СО РАН.

В состав лишайников входят зеленые водоросли, цианобактерии, бактерии и грибы. При этом зеленые водоросли, которые осуществляют процесс фотосинтеза, особо чувствительны к токсическому воздействию. Отмечено, что у лишайников из-за загрязненной атмосферы может подавляться процесс фотосинтеза, в ходе которого углекислый газ и вода превращаются глюкозу, а кислород является побочным продуктом реакции. Как следствие, они поглощают меньше углекислого газа. К тому же лишайники обладают способностью накапливать загрязнители, присутствующие в воздухе, поэтому в условиях сильного загрязнения их рост и развитие могут быть затруднены.

«В настоящее время исследователи относят леса, где были собраны лишайники, к зонам с низким или умеренным уровнем загрязнения. Однако рядом, в юго-западном направлении, есть тепловые электростанции и домохозяйства частного сектора, которые десятилетиями используют уголь для отопления. Наши измерения подтверждают, что лишайники, расположенные на южной и западной сторонах стволов деревьев, подвержены более сильному воздействию загрязненного воздуха. В результате они накапливают больше вредных химических веществ, вероятно, тяжелых металлов и продуктов сгорания угля. Накопившиеся в них токсичные вещества подавляют физиологическую активность, в частности, фотосинтез», — заключила Оксана Масягина.

Исследование поддержано Российским научным фондом (грант № 23-24-00167).