Каменные выходы усиливают функции почвы в горных экосистемах — но размер имеет значение

Каменные выходы, долгое время считавшиеся пассивными геологическими объектами, могут играть активную и решающую роль в формировании функций почвы в горных экосистемах. К такому выводу пришло новое исследование, опубликованное 31 марта в журнале Functional Ecology.

Учёные под руководством профессора Ван Кэлина из Института субтропического сельского хозяйства Китайской академии наук выяснили, что как размер каменных выходов, так и их близость к окружающим почвам значительно влияют на ключевые почвенные процессы.

Исследование проводилось в горных карстовых регионах юго-западного Китая. Учёные изучили 31 каменный выход разного диаметра, разделённых на пять размерных классов от 0 до 5 метров. Были собраны образцы растительного опада и почвы на двух расстояниях от скал — 0–20 см и 20–50 см — и оценены пять критически важных функций почвы: обеспечение питательными веществами, эффективность роста микробов, разложение органического вещества, круговорот питательных веществ и симбиоз растений с микробами.

Функции почвы были стабильно выше на участках, ближайших к каменным выходам. Этот эффект во многом обусловлен так называемым «эффектом воронки»: скалы перехватывают и концентрируют пыль, дождевую воду, растительный опад и питательные вещества, такие как азот и фосфор, из атмосферы. Эти «горячие точки» включают непрерывные взаимодействия и петли обратной связи между камнями, почвой, микроорганизмами и растениями.

Размер выходов сыграл важную роль, продемонстрировав куполообразную зависимость. Наибольшее положительное влияние на функции окружающей почвы оказали выходы среднего размера (диаметром 2–4 метра). Такие скалы, как правило, выделяют больше кальция в процессе выветривания, что стабилизирует органический углерод почвы и усиливает её функции. Меньшие скалы вносят меньше ресурсов в окружающую почву, а более крупные ограничивают накопление питательных веществ и органического вещества, что ослабляет их влияние.

Эти результаты подчёркивают, как каменные выходы создают локальные «горячие точки» с усиленными почвенными функциями, и как эти эффекты варьируются в зависимости от размера выходов и расстояния до них.

«Будущие исследования и модели экосистем должны учитывать как размер скал, так и расстояние до них, чтобы повысить точность оценки экосистем и стратегий управления», — заявил профессор Чжао Цзе, автор-корреспондент исследования.