Temperature Effect on CO2 Emission by Two Xylotrophic Fungi and by Wood Debris

D. K. Diyarova; Диярова Д. К.; V. D. Vladykina; Владыкина В. Д.; V. A. Mukhin; Мухин В. А.

doi:10.31857/S0367059723030034

Температурный эффект на эмиссию СО₂ ксилотрофными грибами и древесным дебрисом

Авторы: Диярова Д.К.¹, Владыкина В.Д.², Мухин В.А.¹
Учреждения:
1. Институт экологии растений и животных УрО РАН
2. Уральский федеральный университет
Выпуск: № 3 (2023)
Страницы: 204-211
Раздел: Статьи
URL: https://rjeid.com/0367-0597/article/view/673088
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367059723030034
EDN: https://elibrary.ru/EBCXMA
ID: 673088

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены данные, характеризующие температурную зависимость роста и эмиссии СО₂ двух видов ксилотрофных грибов (D. confragosa и D. tricolor) при их развитии на сусло-агаре и древесине в лабораторном эксперименте. Показано, что существующие в настоящее время оценки температурной динамики эмиссии СО₂ древесным дебрисом не в полной мере учитывают связи между температурой, эмиссией СО₂, ростом и дыхательной активностью грибов. Установлено, что в диапазоне 10–30°C линейный рост и СО₂ эмиссионная активность мицелия грибов в одинаковой степени (Q₁₀ роста – 2.2, Q₁₀ дыхания – 2.1), положительно и линейно связаны с температурой (коэффициент корреляции Спирмена 0.94–0.97), а эмиссия СО₂ прямо пропорциональна величине мицелия и его удельной эмиссионной активности. Вследствие этого температурный эффект на эмиссию СО₂ – это производное от двух одинаково зависимых от температуры факторов: роста и удельной эмиссионной активности мицелия. Он равен произведению эффектов каждого из факторов в отдельности и описывается экспоненциальным уравнением, что отражает неаддитивный, возможно, синергический характер температурного усиления эмиссии СО₂ в пределах от 20 до 30°C.

Ключевые слова

древесный дебрис, ксилотрофные грибы, Basidiomycota, эмиссия СО₂, температура, климат, Средний Урал

Список литературы

Christensen J.H., Hewitson B., Busuioc A. et al. Regional climate projections // Climate change 2007: The physical science basis. Contribution of working group I to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change / Eds. Solomon S., Qin D., Manning M. et al. New York: Cambridge University Press, USA, 2007. P. 848–940.
Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Наблюдаемые изменения современного климата // Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий: проблема Киотского протокола: Мат-лы Совета-семинара при президенте РАН / Под ред. Израэля Ю.А. М.: Наука, 2006. С. 60–74.
Заварзин Г.А. Углеродный баланс России // Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий: проблема Киотского протокола: Мат-лы Совета-семинара при президенте РАН / Под ред. Израэля Ю.А. М.: Наука, 2006. С. 134–151.
Кудеяров В.Н., Заварзин Г.А., Благодатский С.А. и др. Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России. М.: Наука, 2007. 315 с.
Mukhin V.A., Diyarova D.K., Gitarskiy M.L. et al. Carbon and oxygen gas exchange in woody debris: the process and climate-related drivers // Forests. 2021. V. 12. № 9. 1156. https://doi.org/10.3390/f12091156
Kirschbaum M.U.F. The temperature dependence of soil organic matter decomposition and the effect of global warming on soil organic C storage // Soil Biology & Biochemistry. 1995. V. 27. P. 753–760. https://doi.org/10.1016/0038-0717(94)00242-S
Chen H., Harmon M.E., Griffiths R.P. et al. Effects of temperature and moisture on carbon respired from decomposing woody roots // Forest Ecology and Management. 2000. V. 138. P. 51–64. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(00)00411-4
Mackensen J., Bauhus J., Webber E. Decomposition rates of coarse woody debris: a review with particular emphasis on Australian tree species // Australian Journal of Botany. 2003. l. 51. P. 27–37. https://doi.org/10.1071/BT02014
Gough C.M., Vogel C.S., Kazanski C. et al. Coarse woody debris and the carbon balance of a north temperate forest // Forest Ecology and Management. 2007. V. 244. P. 60–67. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2007.03.039
Wu J., Zhang X., Wang H. et al. Respiration of downed logs in an old-growth temperate forest in north-eastern China // Scandinavian Journal of Forest Research. 2010. V. 25. № 6. P. 500–506. https://doi.org/10.1080/02827581.2010.524166
Olajuyigbe S., Tobin B., Nieuwenhuis M. Temperature and moisture effects on respiration rate of decomposing logs in a Sitka spruce plantation in Ireland // Forestry. 2012. V. 85. P. 485–496. https://doi.org/10.1093/forestry/cps045
Herrmann S., Bauhus J. Effects of moisture, temperature and decomposition stage on respirational carbon loss from coarse woody debris (CWD) of important European tree species // Scandinavian Journal of Forest Research. 2012. V. 28. № 4. P. 346–357. https://doi.org/10.1080/02827581.2012.747622
Tláskal V., Brabcová V., Větrovský T. et al. Complementary roles of wood-inhabiting fungi and bacteria facilitate deadwood decomposition // mSystems. 2021. V. 6. № 1. e01078-20. https://doi.org/10.1128/mSystems.01078-20
Barker J.S. Decomposition of Douglas-fir coarse woody debris in response to differing moisture content and initial heterotrophic colonization // Forest Ecology and Management. 2008. V. 255. P. 598–604. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2007.09.029
A’Bear A.D., Murray W., Webb R. et al. Contrasting effects of elevated temperature and invertebrate grazing regulate multispecies interactions between decomposer fungi // PLoS ONE. 2013. V. 8. № 10. e77610. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0077610
Forrester J.A., Mladenoff D.J., D’Amato A.W. et al. Temporal trends and sources of variation in carbon flux from coarse woody debris in experimental forest canopy openings // Oecologia. 2015. V. 179. P. 889–900. https://doi.org/10.1007/s00442-015-3393-4
Carlsson F., Edman M., Jonsson B.G. Increased CO2 evolution caused by heat treatment in wood-decaying fungi // Mycological Progress. 2017. V. 16. P. 513–519. https://doi.org/10.1007/s11557-017-1281-5
Venugopal P., Junninen K., Linnakoski R. et al. Climate and wood quality have decayer-specific effects on fungal wood decomposition // Forest Ecology and Management. 2016. V. 360. P. 341–351. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2015.10.023
Rubenstein M.A., Crowther T.W., Maynard D.S. et al. Decoupling direct and indirect effects of temperature on decomposition // Soil Biology and Biochemistry. 2017. V. 112. P. 110–116. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.05.005
Edman M., Hagos S., Carlsson F. Warming effects on wood decomposition depend on fungal assembly history // Journal of Ecology. 2021. V. 109. P. 1919–1930. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13617
Ryvarden L., Gilbertson R.L. European Polypores. Pt. 1 (Abortiporus-Lindtneria). Oslo: Fungiflora, 1993. 387 p.
The MycoBank engine and related databases [Electronic resource]. URL: http://www.mycobank.org. (дата обращения: 1 авг. 2022).
Методы экспериментальной микологии: Справочник / Дудка И.А., Вассер С.П., Элланская И.А. и др.; отв. ред. В.И. Билай. Киев: Наукова думка, 1982. 550 с.
Заварзин Г.А., Заварзина А.Г. Ксилотрофы и микофильные бактерии при образовании дистрофных вод // Микробиология. 2009. Т. 78. № 5. С. 579–591.
Humphrey C.J., Siggers P.V. Temperature relations of wood-destroying fungi // Journal of Agricultural Research. 1933. V. 47. № 12. P. 997–1008.
Jomura M., Yoshida R., Michalčíková L. et al. Factors controlling dead wood decomposition in an old growth temperate forest in Central Europe // Journal of Fungi. 2022. V. 8. P. 1–14. https://doi.org/10.3390/jof8070673
Мухин В.А., Воронин П.Ю., Сухарева А.В. Температурная шкала СО2 эмиссионной активности трутовых грибов // Проблемы лесной фитопатологии и микологии: сборник материалов VII междунар. конф. / Науч. ред. Переведенцева Л.Г., Стороженко В.Г., Егошина Т.Л. Пермь, 2009. С. 138–141.
Mukhin V.A., Voronin P.Y., Sukhareva A.V. et al. Wood decomposition by fungi in the boreal-humid forest zone under the conditions of climate warming // Doklady Biological Sciences. 2010. V. 431. P. 110–112. https://doi.org/10.1134/S0012496610020110