Амазонские леса разделены геологическими границами
Сверху амазонские тропические леса могут казаться бесконечным однородным морем зелени, но оказывается, через них проходят резкие границы, разделяющие совершенно разные экосистемы с уникальными обитателями. Эти линии определяются геологией региона.
Новаторское исследование, опубликованное в Journal of Biogeography под руководством Марка Хиггинса из Университета Дьюка, впервые объединило масштабные спутниковые данные с кропотливой работой на земле по определению типов растений на конкретных участках.
Оно показывает резкую границу между двумя различными типами леса, протянувшуюся примерно на 300 км через север Перу. Метод также выявил аналогичный резкий разрыв в западной Бразилии, простирающийся с севера на юг более чем на 1500 км. Исследователи предполагают, что это фактически отмечает границу между западной и центральной Амазонией.
Почва по разные стороны этих границ сильно отличается. В среднем, грунт с одной стороны содержит в 15 раз больше катионов — крошечных частиц, необходимых растениям для питания, — чем почва на небольшом расстоянии по другую сторону. Растительные сообщества, живущие в этих разных типах почвы, почти полностью различны.
«Это глубинное различие в почве и видах растений, — говорит профессор Оливер Филлипс, специалист по экологии тропических лесов из Лидсского университета и один из авторов статьи. — Раньше мы думали, что экология Амазонки постепенно меняется с климатом по всему бассейну. Но теперь мы видим, что это не вопрос постепенной вариации — происходят действительно драматические изменения на протяжении нескольких сотен метров».
Спутниковые данные встречаются с полевыми исследованиями
Ученые сначала изучили перуанские тропические леса. Они использовали данные двух спутников:
- Landsat, который регистрирует видимый свет и инфракрасное излучение, отраженное пологом леса, предоставляя информацию о химической активности и количестве влаги.
- Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), который использует радар для создания точной картины рельефа местности.
Объединение этих двух наборов данных — один показывает разные типы растений, другой раскрывает детали ландшафта — позволило исследователям увидеть линию, проходящую через лес, которая, по-видимому, соответствовала как сдвигу в топографии, так и другому набору растений.
Для проверки этой информации они опирались на полевые работы 1990-х годов в Перу, где стипендия NERC Филлипса была сосредоточена на сборе образцов различных видов лесных деревьев, а также на более новых исследованиях, изучавших папоротники и другую группу растений подлеска — меластомовые.
Данные с земли были получены с 138 участков, распределенных вдоль более 450 км дорог и рек.
Ученые применили те же методы дистанционного зондирования к лесам западной Бразилии, обнаружив еще более длинную геологическую границу, которая, по-видимому, привела к расхождению леса по обе стороны.
Роль Анд и значение для сохранения
Исследование предполагает, что горный хребет Анд сильно влияет на растения, растущие в далекой Амазонии, за счет очень незначительного поднятия грунта. Разница настолько мала, что ее едва заметишь на уровне земли, но она означает, что вода стекает по приподнятой области быстрее, усиливая эрозию.
За сотни тысяч лет это смывает относительно бедную питательными веществами поверхностную почву и обнажает гораздо более богатые отложения, погребенные под ней. Таким образом, районы, слегка приподнятые далекими Андами, имеют более плодородную почву и, в итоге, другой набор растений и животных.
«Поразительно думать, что Анды управляют экологией амазонского леса более чем в тысяче километров от них», — говорит Филлипс.
По его словам, эти выводы важны для разработки стратегий сохранения лесов Амазонии — необходимо сохранять оба типа леса, так как они представляют собой уникальные экосистемы, и если один будет уничтожен, он не будет заселен растениями и животными из другого. Более плодородные районы могут нуждаться в большей защите от вырубки.
Филлипс отмечает, что местные жители хорошо осведомлены об этих различиях — они используют различные виды-индикаторы, например, определенные пальмы подлеска, чтобы определить наиболее плодородные участки для земледелия. Карта результатов по Перу показывает сильное сходство с аэрофотоснимками местной вырубки леса — плодородные районы обычно расчищаются под сельхозугодья.
Многие районы, через которые проходят эти гео-экологические пороги, настолько удалены, что биологи никогда не проводили там полевых исследований. Исследование предсказывает, что любой, кто отправится туда, обнаружит аналогичные резкие экологические границы.