Грандиозное глобальное исследование мха показывает, что он гораздо более важен для экосистем Земли, чем мы думали

Мхи – одни из древнейших наземных растений . Их можно найти по всему миру, от пышных тропических лесов до самых засушливых пустынь и даже на продуваемых ветрами холмах Антарктиды.

Они повсюду;  в трещинах вдоль дорог и тропинок, на стволах деревьев, на камнях и зданиях и, что немаловажно, на почве.

Тем не менее, несмотря на эту вездесущность, мы относительно плохо понимаем, насколько они важны, особенно типы мхов, которые процветают на почве.

Новое глобальное исследование почвенных мхов, опубликованное в Nature Geoscience, показывает, что они играют решающую роль в поддержании жизни на нашей планете. Без почвенных мхов способность Земли производить здоровые почвы, обеспечивать среду обитания для микробов и бороться с патогенами была бы значительно снижена.

Глобальный обзор почвенных мхов

Результаты нового исследования показывают, что мы, вероятно, недооценили важность почвенных мхов.

Используя данные со 123 участков на всех континентах, включая Антарктиду, мы показываем, что почва под мхами содержит больше азота, фосфора и магния, а также более высокую активность почвенных ферментов, чем голые поверхности без растений.

Фактически, мхи влияют на все основные функции почвы, увеличивая поглощение углерода, круговорот питательных веществ и расщепление органических веществ. Эти процессы имеют решающее значение для поддержания жизни на Земле.

Наше моделирование показало, что почвенные мхи покрывают огромную площадь планеты, около 9 миллионов квадратных километров, что эквивалентно площади Китая. И это не считая мхов из бореальных лесов, которые не были включены в исследование.

Сила воздействия мхов на почву зависит от условий их произрастания. Наиболее сильно они действуют в естественных малопродуктивных средах, таких как пустыни. Они также более важны на песчаных и соленых почвах, а также там, где количество осадков сильно варьируется.

Неудивительно, что мхи оказывают наиболее сильное воздействие на почвы, где мало сосудистых растений — тех, которые содержат специализированные ткани для проведения воды и минералов.

Интимная связь

У мхов нет тканей, которые позволяют сосудистым растениям расти в высоту и вытягивать воду из-под почвы. Это делает их относительно короткими и означает, что они тесно связаны с самыми верхними слоями почвы.

Мхи являются прекрасными абсорбентами и могут притягивать переносимые по воздуху частицы пыли. Некоторые из этих частиц потом попадают в почву. Неудивительно поэтому, что они оказывают такое сильное воздействие на почвы.

Наше моделирование показывает, что во всем мире мхи хранят на 6,4 гигатонны больше углерода, чем почвы без растительного покрова.

Потеря всего 15% глобального покрова почвенных мхов будет эквивалентна глобальным выбросам углекислого газа в результате всех изменений в землепользовании в течение года, таких как расчистка и чрезмерный выпас скота.

Без мхов мировые экосистемы не процветали бы так хорошо. Эрик Прузе/Unsplash

Не все мхи одинаковы

Мы также обнаружили, что некоторые мхи более эффективны для оздоровления почвы, чем другие. Долгоживущие мхи, как правило, ассоциировались с большим количеством углерода и более сильным контролем почвенных патогенов.

Способность мхов обеспечивать экосистемные услуги и поддерживать разнообразные сообщества микробов, грибов и беспозвоночных была наиболее сильной в местах с высоким покровом матовых и дерновых мхов, таких как Sphagnum, которые широко распространены в бореальных лесах .

Почвы представляют собой огромный резервуар почвенных патогенов , однако почва под мхами содержала меньшую долю патогенов растений. Мхи могут помочь уменьшить количество патогенов в почве. Эта способность могла возникнуть, когда мхи эволюционировали как наземные растения.

Специальная группа в пустыне

В пустынях процветает особый вид мха. Они либо живут тяжело (многолетние мхи), либо умирают молодыми (однолетние мхи). Мхи семейства Pottiaceae уникально подходят для жизни в сухих и суровых условиях. У многих есть специальные структуры, которые позволяют им выживать в условиях нехватки воды. К ним относятся листья в форме лодки с длинными опушенными кончиками, которые помогают направлять воду в центр растения. Некоторые мхи обвивают свой стебель, чтобы уменьшить площадь, подверженную воздействию солнца, и сохранить влагу.

Длинные волоски на листьях Campylopus sp. Фото предоставил Дэвид Элдридж

Пустынные мхи также защищают почву от эрозии, влияют на то, сколько воды проходит через верхние слои, и даже изменяют шансы на выживание саженцев растений.

У других мхов есть специальные влагопоглощающие клетки (сосочки), которые набухают и обеспечивают им запас влаги в сухих условиях.

Сосочки на листе мха Crossidium davidai . Фото предоставил Дэвид Элдридж

Наше глобальное исследование показало, что мхи, образующие маты и дерн, такие как Sphagnum , оказывают сильнейшее положительное влияние на разнообразие микробов, грибов и беспозвоночных, а также на такие важные функции, как снабжение питательными веществами. Как и ожидалось, долгоживущие мхи содержали больше почвенного углерода и лучше контролировали патогены растений, чем короткоживущие мхи.

Защитите мхи

В целом наша работа показывает, что мхи влияют на важные почвенные процессы и функционируют так же, как и сосудистые растения. Их воздействие может быть не таким сильным, но их общее покрытие означает, что мхи потенциально столь же значимы, если суммировать их по всему земному шару.

Но мхи находятся под растущими угрозами во всем мире; беспокойство со стороны домашнего скота, чрезмерный сбор урожая, расчистка земель и даже изменение климата представляют собой наибольшую угрозу.

Нам необходимо более широкое признание тех услуг, которые почвенные мхи оказывают всей жизни на этой планете. Это означает более широкое информирование об их положительных преимуществах, выявление и смягчение основных угроз, с которыми они сталкиваются, и включение их в программы регулярного мониторинга.

Почвенные мхи повсюду, но их будущее далеко не обеспечено. Они, вероятно, будут играть все более важную роль по мере того, как сосудистые растения сокращаются в условиях прогнозируемого более жаркого, более сухого и более изменчивого глобального климата.

1. Дэвид Джон Элдридж

   Профессор экологии засушливых земель, Университет Нового Южного Уэльса, Сидней

2. Мануэль Дельгадо-Бакерисо

   Эколог экосистем, Испанский национальный исследовательский совет, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Источник