Влияние видового состава деревьев на потерю азота из лесов

Азотные соединения попадают в атмосферу из-за сельскохозяйственной деятельности и сжигания ископаемого топлива. Эти загрязнители осаждаются в экосистемах с осадками, газами и частицами, иногда за сотни километров от источника. Например, горы Катскилл на юго-востоке штата Нью-Йорк получают одни из самых высоких в Северной Америке уровней азотных выпадений из-за загрязнителей с электростанций Среднего Запада и городов восточного побережья.

Избыток азота, вымываемый из леса, может подкислять почвы и водоемы, ухудшая качество воды. Исследования показали, что лесные водосборы в Катскиллах сильно различаются по способности поглощать и удерживать азот.

Исследование, финансируемое National Science Foundation и U.S. Department of Agriculture и опубликованное в мартовско-апрельском выпуске 2009 года журнала Soil Science Society of America Journal, дало ответы на этот вопрос.

В рамках долгосрочного проекта по изучению цикла азота в лесах Катскилла использовалась методика со стабильными изотопами. Ученые исследовали, как почвенные микробы потребляют и трансформируют азот под пологом пяти распространенных в регионе видов деревьев. На половине участков также применялись экспериментальные азотные удобрения.

Результаты показали:

• Леса, где доминирует клен сахарный, особенно подвержены вымыванию азота.
• Почвы под лесами из дуба красного и тсуги канадской лучше удерживают азот и предотвращают его потери.
• Эта разница частично связана с соотношением углерода к азоту (C:N) в почвах.
• Микробы под разными видами деревьев значительно различаются по выработке нитрата — формы азота, которая легче всего вымывается в ручьи.
• В отличие от предыдущих исследований в западных лесах, в этом исследовании было обнаружено очень слабое потребление нитрата почвенными микробами во всех типах леса.
• Из-за низкого потребления нитрата типы леса с высокой его выработкой (например, кленовые) также имеют высокие потери нитрата через вымывание.

Ведущий автор Линн Кристенсон из Vassar College отметила: «Самое значительное различие в круговороте азота под кленами по сравнению с другими видами деревьев — это гораздо более высокие скорости нитрификации при очень слабом потреблении этого нитрата в почвах под кленом. Почему почвы и деревья не потребляют этот азот, все еще остается загадкой».

Руководитель проекта Гэри Ловетт из Cary Institute of Ecosystem Studies заявил: «Для управляющих водосборами важно знать, что различия в видовом составе деревьев могут влиять на удержание азота. Некоторые типы леса более склонны к насыщению азотом, чем другие».