Biplabi Bhattarai kaitseb doktoritööd „Soil warming effect on belowground dynamics in subarctic grasslands: responses of roots, rhizomes, and rhizobiomes“

25. augustil kl 14.15 kaitseb Biplabi Bhattarai maastikuökoloogia ja keskkonnakaitse erialal doktoritööd „Soil warming effect on belowground dynamics in subarctic grasslands: responses of roots, rhizomes, and rhizobiomes“ („Mulla soojenemise mõju subarktiliste rohumaade taimekoosluste maa-alusele osale: muutused juurte, risoomide ja risobioomide dünaamikas“).

Juhendajad:
professor Ivika Ostonen, Tartu Ülikool
professor Boris Rewald, Mendeli Ülikool Brnos (Tšehhi)
professor Marika Truu, Tartu Ülikool

Oponent:
Lorna Street, Edinburghi Ülikool (Šotimaa)

Kokkuvõte
Subarktilised rohumaad soojenevad kliimamuutuste käigus võrreldes teiste maailma ökosüsteemidega keskmisest kiiremini. Sealsed taimekooslused ja mullaelustik on suure orgaanilise aine varuga ning kuhjunud orgaanika hoiab endas palju süsinikku, lämmastikku ja teisi mineraalaineid. Tasakaalus ökosüsteemis lisandub ja laguneb osa orgaanilisest ainest igal aastal, ent kliima soojenemise mõjul saab ülekaalu lagunemine, mulla orgaanilise aine varu väheneb ning elustik ja aineringe muutuvad. Viimaste aastakümnete üks olulisimaid uurimissuundi on olnud ökosüsteemide maa-aluste protsesside parem mõistmine. Kui senini on taimede maa-alust biomassi ja mulla mikroobikooslusi analüüsitud rohkem tervikuna, siis tänaseks on selge, et olulisem on vaadelda muutusi taimede organite ja mikroobide funktsionaalsete gruppide tasemel. Rohumaade maa-aluses biomassis tuleb eristada juuri risoomidest, sest need on maa-alused varred ja ei talitle juurtena. Juured elavad risoomidega võrreldes lühemat aega ning eritavad mulda suhkruid ja orgaanilisi aineid, mis on toiduks mullamikroobidele. Rohumaa taimekoosluste juurte, risoomide ja ka juurtega seotud mullabakterite ja arhede reaktsioon mulla soojenemisele võib olla erinev või suisa vastassuunaline.

Doktoritöös selgus 11 aastat ja üle 60 aasta geotermaalselt soojendatud Islandi subarktilistel rohumaadel kasvanud taimekoosluste maa-aluses biomassis on suhteliselt rohkem risoome ning vähem juuri just pikaajaliselt soojal mullal kasvanud rohumaal. Selline talituslik nihe ehk suhteliselt väiksem juurte biomass soojemas mullas tähendab vähem toitu mullamikroobidele. Vastav bakterikoosluste analüüs näitas pikaajalise mulla soojenemise mõju mikroobikoosluste struktuurile ning erinevat tüüpi juurtega seotud bakterite aktiveerumist. Taimede maa-aluses massis talletatud suhkruvarud sõltusid nii taimeliigist kui organist, näiteks lõhnaval maarjaheinal (Anthoxanthum odoratum) suurenes koos mullasoojenemisega suhkruvaru juurtes ja risoomides, tulikatel ja osjadel pigem vähenes.

Kokkuvõttes, maa-aluste taimeorganite biomassi, suhkrute, süsiniku ja toitainete muutused olid tihedalt seotud taimekoosluse ja mulla mikroobikooslsute struktuuri muutustega, kuid kohastumuslikke muutusi taimekoosluse maa-alustes taimeorganites täheldati alles rohkem kui 60 aastat soojemas mullas kasvanud rohumaakoosluses.