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://kazanmedjournal.ru/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

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