Krista Peltoniemi

Aerobic carbon-cycle related microbial communities in boreal peatlands: responses to water-level drawdown

Peltoniemi K. (2010). Aerobic carbon-cycle related microbial communities in boreal peatlands: responses to water-level drawdown. https://doi.org/10.14214/df.101

Tiivistelmä

Suon kuivumisen vaikutukset boreaalisten soiden hiilen kiertoon osallistuvien hapellisten mikrobien yhteisöihin Ilmaston lämpenemisen tai maankäytön muutosten, kuten metsäojituksen, vaikutuksesta suon vedenpinnantaso laskee ja suo kuivuu. Jos hiilen kiertoon osallistuvien mikrobien toiminta voimistuu kuivumisen seurauksena, suon hiilivarastoista saattaa vapautua ilmakehään enemmän kasvihuonekaasuja, hiilidioksidia ja metaania. Kuivuminen muuttaa suon kasvillisuutta, joka muodostaa kullekin suolle tyypillisen turpeen koostumuksen. On perusteltua olettaa, että kuivumisen vaikutukset ulottuvat myös suon mikrobiyhteisöön, joka on vastuussa turpeen orgaanisen aineen hajotuksesta. Väitöskirjatutkimus selvitti erilaisten boreaalisten suotyyppien mikrobiyhteisöjen rakennetta ja herkkyyttä suon kuivumiselle. Näytteenottosyvyys ja suotyyppi vaikuttivat suuresti turpeen mikrobiyhteisöön. Bakteeriryhmät olivat runsaampia ravinteikkaammalla suolla ja syvemmissä näytekerroksissa, kun taas sienien osuus oli suurin vähäravinteisemman suotyypin kuivalla pienmuodolla ja ylemmissä näytekerroksissa. Suotyyppi ja näytesyvyys vaikuttivat sienten ja metaania hapettavien bakteerien lajistoon, kun taas aktinobakteerilajisto näyttäisi reagoivan vain näytesyvyyteen. Kuivuminen vaikutti mikrobiyhteisöön. Muutos tuli näkyviin jo lyhytkestoisen kuivumisen jälkeen, ja voimistui pitkäkestoisen kuivumisen jälkeen. Eri suotyyppien mikrobiyhteisöt muuttuivat keskenään samankaltaisemmiksi pitkäkestoisen kuivatuksen seurauksena. Muutokset ovat samansuuntaisia kasvillisuuden muutosten kanssa sillä suurin muutos havaittiin runsasravinteisimmalla suotyypillä ja vähäisin muutos vähäravinteisimmalla suotyypillä. Yleisesti sienet näyttäisivät hyötyvän kuivumisesta, vaikka suotyyppi näytti suuresti vaikuttavan siihen, miten eri sieniryhmät muuttuivat. Aktinobakteerit näyttivät kärsivän runsasravinteisimmilla soilla. Mikrobiaktiivisuus lisääntyi kuivumisen seurauksena runsasravinteisella ja vähentyi vähäravinteisella suolla. Sienet näyttivät olevan tehokkaimpia orgaanisen aineen hajottajia. Aktiivisuusmittaukset osoittivat, että ilmaston lämpeneminen kiihdyttää orgaanisen aineen hajotusta ainakin pohjoisen runsasravinteisella suotyypillä. Kenttäaktiivisuuden ja tiettyjen hajottajasienisekvenssien välinen yhteys osoittaa, että lajiston koostumus voi vaikuttaa hajotuksen tehokkuuteen. Karikkeen laatu ja maatumisaste vaikuttivat enemmän kuin suotyyppi tai vedenpinnantason lasku aktiiviseen sieni- ja aktinobakteeriyhteisöön. Sienisekvenssit edustivat laajaa sienitaksonien joukkoa, kun taas suurin osa aktinobakteerisekvensseistä oli samankaltaisia vielä tieteelle tuntemattomien aktinobakteerien kanssa. Ensimmäistä kertaa mikrobiyhteisöjä ja niiden muutoksia suon kuivumisen seurauksena tutkittiin näin laajasti vaihtelevilla boreaalisilla suotyypeillä. Tulokset osoittavat, että suon kuivuminen vaikuttaa suon mikrobiyhteisöön, mutta muutokset ovat vaihtelevia ja vaikeasti tulkittavia. Muutoksia arvioitaessa on otettava huomioon tarkasteltava suotyyppi, karikkeen laatu ja tutkittava mikrobiryhmä.

Avainsanat
ilmastonmuutos; boreaaliset suot; hiilen kierto; kuivuminen; karikkeen laatu; mikrobiyhteisöt

Julkaistu 6.5.2010

Katselukerrat 4519

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.101 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Jaatinen, K., Fritze, H., Laine, J. & Laiho, R. 2007. Effects of short- and long-term water-level drawdown on the populations and activity of aerobic decomposers in a boreal peatland. Global Change Biology, 13: 491–510.

https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01312.x

Peltoniemi, K., Fritze, H. & Laiho, R. 2009. Response of fungal and actinobacterial communities to water-level drawdown in boreal peatland sites. Soil Biology and Biochemistry, 41: 1902–1914.

https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.06.018

Jaatinen, K., Tuittila, E-S., Laine, J., Yrjälä, K. & Fritze, H. 2005. Methane-oxidizing bacteria (MOB) in a Finnish raised mire complex: effects of site fertility and drainage. Microbial Ecology, 50: 429–439.

https://doi.org/10.1007/s00248-004-0219-z

Jaatinen, K., Laiho, R., Vuorenmaa, A., del Castillo, U., Minkkinen, K., Pennanen, P., Penttilä, T. & Fritze, H. 2008. Responses of aerobic microbial communities and soil respiration to water-level drawdown in a northern boreal fen. Environmental Microbiology, 10: 339–353.

https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2007.01455.x

Peltoniemi, K., Straková, P., Fritze, H., Alvira Iráizoz, P., Pennanen, T., Laiho, R. 2012. How water-level drawdown modifies litter-decomposing fungal and actinobacterial communities in boreal peatlands, Soil Biology and Biochemistry, Volume 51, Pages 20-34, ISSN 0038-0717, 10.1016/j.soilbio.2012.04.013.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071712001526

---