Леса, восстанавливающиеся после кислотных дождей, "добывают" питательные вещества из горных пород

Долгосрочное исследование в экспериментальном лесу Хаббард-Брук (Белые горы, Нью-Гэмпшир) показало, что восстанавливающиеся после кислотных дождей и вырубки леса активно "добывают" питательные вещества из подстилающих горных пород. Это улучшает pH в ручьях, но истощает почвы, снижая устойчивость лесов к будущему загрязнению.

Долгосрочные данные и неожиданный результат

Учёные проанализировали более 60 лет данных по трём водосборным бассейнам:

• Вырубленный в 1983 году и затем оставленный для естественного восстановления.
• Обработанный в 1999 году силикатом кальция для нейтрализации кислотных дождей.
• Контрольный, пострадавший только от кислотных дождей.

С 1987 года ручей в вырубленном бассейне был менее кислым, чем в соседних, несмотря на одинаковое воздействие кислотных дождей. Он выносил гораздо больше кремнезёма и кальция.

"Эти восстанавливающиеся леса высвобождали больше кальция и кремнезёма со временем, чем бассейн, обработанный более 100 000 фунтов гранулированного силиката кальция", — объясняет ведущий автор Эмили Бернхардт из Университета Дьюка.

Усиленное выветривание: польза для ручьёв, вред для почв

Леса, растущие на истощённых вырубкой почвах, активно "добывают" минералы корнями. Корни деревьев (например, американского бука), "добывая" из апатита фосфор, попутно высвобождают кальций и силикат, которые вымываются в ручьи.

Это приводит к улучшению pH в ручьях, но к снижению плодородия почв. Потеря кальция из почв усугубляет последствия кислотных дождей и вырубки, снижая способность экосистемы буферировать будущие кислотные осадки.

"Потеря этих питательных веществ означает, что эти экосистемы чрезвычайно уязвимы для любых новых выбросов кислоты", — говорит соавтор Чарльз Дрисколл из Сиракьюсского университета.

Смена видов: клёны уступают буку

В вырубленном бассейне произошла крупная смена видов деревьев: резко сократилась популяция сахарного клёна, а доминирующим видом стал американский бук, который лучше приспособлен к "добыче" минералов. Это может иметь последствия для экономики и культуры региона, где производство кленового сиропа играет важную роль.

Значение долгосрочного мониторинга

Исследование впервые показало, что нарушения экосистем (кислотные дожди и вырубка) могут усиливать подземное выветривание в течение длительного периода, трансформируя состояние почв и ручьёв.

"Необычно иметь столь длительный набор данных, чтобы наблюдать эти процессы в действии", — отмечает соавтор Крис Соломон из Института экосистемных исследований Кэри.

Результаты показывают, что в регионах, пострадавших от кислотных дождей, долгосрочное наследие вырубки лесов делает восстанавливающиеся леса всё более уязвимыми к будущему закислению. Эти выводы стали возможны благодаря шести десятилетиям непрерывных измерений.