Арктические торфяники являются значимыми источниками метана в глобальном масштабе, выделяя в атмосферу до 30 ТгСН4·год-1 [1]. В таких экосистемах метан преимущественно генерируется метаногенными археями в анаэробных условиях в переувлажненной части сезонно-талого слоя. Тенденция к потеплению Арктики проявляется в увеличении мощности сезонно-талого слоя, повышении температур в его толще и сопутствующих изменениях состава метаногенных микробных сообществ, отвечающих за утилизацию ключевых субстратов метаногенеза, прежде всего за конверсию ацетата (ацетокластическая составляющая) и восстановление углекислого газа водородом (гидрогенотрофная составляющая) [2]. В полевых условиях можно лишь косвенно судить об интенсивности метаногенеза, измеряя удельные потоки метана в атмосферу и его содержание в болотных водах; изучать фундаментальные аспекты этого процесса позволяет бескислородная инкубация образцов торфа при заданных характеристиках среды. Мы изучили температурную чувствительность метаногенеза и вклад его составляющих в летнюю продукцию метана в торфяных почвах о. Самойловский в дельте р. Лены. Тундрово-болотный комплекс, в пределах которого находился участок пробоотбора, представлял собой мозаику полигонов, в пониженных увлажненных центрах которых создавались наилучшие условия для анаэробного метанообразования. Равные объемы торфа, извлеченные из центров трех соседних полигонов с глубины 10-15 см ниже уровня болотных вод, объединялись в одну пробу, из которой затем отбирались аликвоты для анаэробной инкубации. Инкубационные эксперименты проводились в стеклянных флаконах вместимостью 300 мл, в каждый из которых помещалось по 150 мл торфяной суспензии, а оставшееся пространство заполнялось азотом. Накопление метана отслеживалось в течение 3.5 месяцев при 5.0, 7.5 и 10.0 ºC, что укладывалось в диапазон температурных колебаний на глубине пробоотбора в течение полевой кампании. При каждой температуре инкубируемые пробы были представлены в трех вариантах (без ингибиторов; с метилфторидом, ингибирующим ацетокластическую составляющую метаногенеза; с 2-бромоэтансульфонатом натрия (БЭС), полностью подавляющим метаногенез), а каждый такой вариант – в трех повторностях. Пробы газа отбирались из флаконов с двухнедельными интервалами и анализировались на содержание CH4 на газовом хроматографе «Кристалл 5000.2» (Хроматэк, Россия) с пламенно-ионизационным детектором. Продукция метана, рассчитанная по линеаризованным кривым его накопления и отнесенная к массе сухого вещества торфа, составила 1.46 ± 0.25, 3.56 ± 1.36 и 7.62 ± 1.44 мкмоль·г-1·ч-1 при 5.0, 7.5 и 10.0 ºC соответственно в отсутствии ингибиторов, а при добавлении метилфторида – 0.51 ± 0.14, 0.67 ± 0.12 и 0.84 ± 0.08 мкмоль·г-1·ч-1 соответственно. Во всех пробах с БЭС наблюдалась околонулевая генерация метана. Полученные результаты свидетельствуют, что в торфяных почвах полигональной тундры о. Самойловский решающее значение играет ацетокластическая составляющая метаногенеза, причем ее вклад увеличивается с ~65% при 5.0 ºC до ~90% при 10 ºC. Высокая температурная чувствительностью метаногенеза (Q10 = 27), определяемая преобладанием этой составляющей, делает изученный полигональный торфяник крайне восприимчивым к изменению климата Арктики, что позволяет ожидать усиления эмиссий метана из него и подобных ему тундрово-болотных комплексов в будущем.

1. Spahni R. et al. (2011). Biogeosciences. V. 8. № 6. P. 1643–1665.
2. Heffernan L. et al. (2022). Biogeosciences. V. 19. № 12. P. 3051–3071.

Работа выполнена при поддержке государственного задания ИФА РАН 1024100700065-0-1.5.10 и гранта РНФ 22-47-04408.