Globální změny klimatu pod mikroskopem
Na globální změny klimatu se můžeme dívat z různých úhlů. Co je způsobuje, jak jim zabránit nebo jaké mají a budou mít důsledky. Petr Kohout z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy se podílel na výzkumu, který se zabývá dopady globálního oteplování na mikrobiom lesů a který se dostal až na obálku prestižního časopisu Nature Reviews Microbiology.
Studie se zaměřila na důsledky globálního oteplování na mikrobiom boreálních, temperátních a tropických lesů. Ten zastupují hlavně houby, bakterie, archea a další jednobuněčné organismy, které jsou důležité pro koloběh živin. Abychom pochopili, jaký vliv bude mít globální oteplování na naše lesy, je potřeba se zaměřit na jejich půdu.
Houby jsou v lese zodpovědné hlavně za rozklad mrtvé biomasy. Dostávají tak uhlík z kořenů do půdy, zpracují ho a poté výměnou dodávají rostlinám jiné důležité živiny obsahující hlavně dusík a fosfát. I bakterie rozkládají odumřelou rostlinnou hmotu a navíc se v nich odehrávají důležité metabolické dráhy, které jsou významnou součástí koloběhu dusíku, například jeho fixace z plynné formy. Archea jsou také významná díky svým metabolickým drahám a protista jsou predátoři bakterií a hub. Společně tyto organismy udržují funkce lesa, ale jejich vyváženost je narušena globálními změnami.
Jednou z nich je rostoucí teplota, která způsobuje nevyvážené srážky, sucha a následně požáry. Do vzduchu se uvolňuje víc oxidu uhličitého, a tak ho i stromy absorbují víc, čímž se větší množství sloučenin uhlíku dostává do mikrobiomu, který tak může urychlit svůj metabolismus. Dalším důsledkem globálních změn je zvýšené ukládání dusíku do půdy a nedostatek fosforu v lesích, kde je jeho množství dlouhodobě limitující. Dostupnost těchto živin pozitivně ovlivňuje efektivitu ukládání uhlíku v rostlinách.
Vybrané ekosystémové trendy se značně odvíjí od daného biomu, ale i tak jsou některé principy společné pro tropické, temperátní i boreální lesy. Půdní respirace obecně roste do 25 °C a klesá s vyššími teplotami. V tomto ohledu ale nebyla pozorovaná žádná změna v důsledku globálního oteplování. Čím dál častější sucho je také pozorované napříč studovanými ekosystémy. Primární produkce se dlouhodobě snižuje, a to hlavně v závislosti na délce a intenzitě sucha. Houby pak zvládají sucha lépe než bakterie, hlavně díky rozvětvenému podhoubí.
Boreální lesy jsou takzvaným “carbon sink”, což znamená, že ukládají velké množství uhlíku. To je umožněno hlavně tím, že v nízkých teplotách, které jsou pro ně běžné, probíhá dekompozice velice pomalu. Rostoucí teplota a delší období růstu je pro ně výhodou – nehostinné podmínky se mění na mnohem přívětivější. Benefitují ale i houby, které jsou mnohem efektivnějšími dekompozitory a boreální lesy tak ztrácí své zásoby uhlíku. Odvrácenou stranou oteplování jsou sucha. Ta jsou jedním z faktorů které v boreální zóně přispívají k častějšímu výskytu požárů, které ničí lesy jako takové, i mikrobiom žijící v jejich půdě. Rozloha boreálních lesů se posouvá na sever a s tím se přemisťuje i hranice lesa a bezlesí. Posun této hranice je ale rychlejší než růst stromů. V důsledku toho se snižuje množství uhlíku v biomase těchto lesů.
V temperátních lesích lze pozorovat zvýšené množství oxidu uhličitého, které způsobuje rychlejší rozklad biomasy, což zvyšuje množství dostupného dusíku. Také ale zpomaluje ukládání methanu mikroorganismy. Hlavně v zimním období, kdy se temperátní lesy potýkají s podobným prostředím jako boreální lesy po celý rok, se díky oteplování urychluje dekompozice. Vyšší teplota v létě způsobuje úbytek biomasy mikrobiomu, a tedy pomalejší metabolické procesy, sníženou dekompozici a celkové snížení primární produkce lesa. I zde se zvyšuje počet požárů, ale v porovnání s boreálními lesy se ty temperátní dokážou vrátit do původního stavu o něco rychleji, a to i díky speciálně adaptovaným druhům.
Tropické lesy jsou v kontextu klimatických změn téměř neprozkoumané. Nejvíc je nejspíš bude ovlivňovat sucho, které zpomalí růst stromů a ukládání uhlíku. Oba předchozí typy lesů jsou často sužované patogeny. V tropech toto ale příliš nehrozí, díky vysoké biodiverzitě. Dále je zde opakovaný problém s rostoucím počtem ohňů.
Boreální lesy jsou vyššími teplotami zvýhodněny, protože díky nim mají vyšší produktivitu. S tím je ale spojeno nebezpečí sucha, ohňů a patogenů. Temperátní i tropické lesy budou v budoucnosti sužovat hlavně sucha a následné vymírání slabších jedinců. Do budoucna by tedy bylo vhodné sázet vhodné stromy i s ohledem na změnu klimatu tak abychom zvyšovali odolnost lesa. Dále je doporučeno nechávat v lesích mrtvé dřevo, které obsahuje neustále kolující uhlík, a zakládat kontrolované požáry, díky kterým nebudou začínat ty velké.
Eliška Leštinová
Baldrian, P., López-Mondéjar, R., & Kohout, P. (2023). Forest microbiome and global change. Nature reviews. Microbiology, 21(8), 487–501. https://doi.org/10.1038/s41579-023-00876-4
Publikováno:
Sobota 19.08.2023 19:25
Akce dokumentů