Изменения в лесах США — палка о двух концах для окружающей среды
Изменение климата, выпадение азота и подавление пожаров приводят к смене доминирующих видов деревьев в американских лесах. Эти изменения будут иметь экологические последствия, как потенциально положительные, так и отрицательные, согласно исследованию Университета Пердью.
Сунлин Фэй, лесной эколог из Департамента лесного хозяйства и природных ресурсов Пердью, с коллегами из Лесной службы США и Университета Индианы создал карту микоризных деревьев для континентальной части США. Карта, основанная на данных о более чем 3 миллионах деревьев, показывает распространённость деревьев, ассоциированных с микоризными грибами, которые имеют симбиотические отношения с корнями деревьев.
Арбускулярные микоризные грибы растут внутри тканей корней и чаще встречаются на таких деревьях, как клён, ясень и тюльпанное дерево. Эктомикоризные грибы живут на внешней стороне корней растений и часто встречаются на сосне, дубе, гикори и буке. Грибы действуют как продолжение корневой системы дерева, позволяя им получать больше воды и питательных веществ. Взамен деревья обеспечивают грибы необходимым углеродом.
За последние три десятилетия леса, в которых доминируют деревья с эктомикоризой, уступили место лесам, где преобладают виды с арбускулярной микоризой. Это во многом связано с тем, что деревья с арбускулярной микоризой лучше приспособлены к условиям, связанным с изменением климата.
«Изменения в режиме осадков и температуры будут влиять на определённые деревья», — сказал Фэй, чьи выводы опубликованы в журнале Science Advances. — «Мы видим, что деревья, ассоциированные с арбускулярной микоризой, становятся более многочисленными в регионах, переживающих быстрый рост температуры и осадков, и они расширяются на север и запад».
Пожары и азот также играют важную роль. Многим видам деревьев с эктомикоризой для прорастания нужна голая почва, что делает лесные пожары важными для их восстановления. Однако практика подавления пожаров дала преимущество деревьям с арбускулярной микоризой, которые часто не переносят огонь.
«Пожар — это компонент системы, который контролирует кустистые, низко расположенные стволы», — пояснил Фэй. — «Отсутствие пожаров или изменение их режима способствует развитию видов, чувствительных к огню, но не помогает видам, зависящим от него».
Деревья с арбускулярной микоризой также связаны с более быстрым циклом азота. Леса, в которых доминируют эти деревья, быстрее разлагают ветки и листья, создавая больше азота в почве.
Азот является ключом к последствиям, которые Фэй прогнозирует от этих лесных изменений. Поскольку деревья с арбускулярной микоризой быстрее перерабатывают азот, возрастает риск его попадания и загрязнения близлежащих водоёмов. С другой стороны, те же деревья будут улавливать и накапливать больше атмосферного углерода — основного фактора изменения климата — как в самих деревьях, так и в лесной почве.
«Ключевой посыл в том, что деятельность человека влияет на круговорот питательных веществ. Мы изменили скорость работы машины», — сказал Фэй. — «Есть потенциал для хранения большего количества углерода, что было бы хорошо для борьбы с изменением климата. Но мы также увеличиваем количество азота, которое может вымываться из почвы в воду, и это может создать другие экологические проблемы».