Карта почв Амазонии, созданная с помощью видов-индикаторов

Недостаток данных об условиях окружающей среды, таких как почвы, затрудняет изучение экологии и распространения видов в Амазонии. Данные о встречаемости растений обычно более доступны, чем образцы почв в малоизученных регионах. Исследователи из Финляндии и Бразилии разработали метод, использующий как ботанические, так и почвенные данные для создания карты свойств почв.

Амазония — обширный район тропических лесов, отличающийся мегаразнообразием, но остающийся малоизученным. Полевые измерения факторов среды, включая почвы, редки, поэтому карты, отображающие характеристики местообитаний, важные для растений и животных, имеют низкую точность.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Университета Турку (Финляндия), Национального института амазонских исследований (INPA) и Федерального университета Алагоаса (UFAL, Бразилия) решили использовать данные о встречаемости растений в дополнение к почвенным данным.

«Эти результаты также важны в контексте глобального потепления: видам необходимо перемещаться в климатически подходящие районы, но они смогут там закрепиться, только если почвы также будут подходящими. Информация о почвах необходима для выявления и защиты подходящих районов как в настоящем, так и в будущем», — говорит постдокторант UFAL Жулиана Стропп.

Исследователи использовали цифровые гербарные базы данных

Долгое время амазонская исследовательская группа Университета Турку собирала полевые данные о папоротниках, чтобы использовать их в качестве индикаторов типов почв и лесов в Амазонии.

«Благодаря упорной работе у нас теперь есть необходимая полевая информация, чтобы преобразовать данные о встречаемости видов папоротников в оценку свойств почв», — говорит профессор экологии растений Ханна Туомисто, руководитель амазонской исследовательской группы Университета Турку.

Поколения ботаников проводили экспедиции в Амазонию и привозили образцы растений, которые хранятся в гербариях по всему миру. Благодаря GBIF и другим онлайн-порталам эти данные теперь легко доступны.

«Поэтому мы подумали, что, возможно, можем использовать эти случайные данные о встречаемости папоротников для получения оценок свойств почв, объединить их с фактически измеренными почвенными данными и создать новую почвенную карту», — говорит постдокторант Университета Турку Габриэла Зуким, руководившая исследованием.

План исследователей сработал. Картографирование было основано на 2600 точках отбора проб почвы и более чем 30 000 записях о папоротниках из цифровых баз данных. Вкратце метод состоит из пяти шагов: сбор доступных данных, определение почвенных оптимумов для видов, оценка свойств почв для участков, где есть данные о растениях, но нет почвенных данных, интерполяция между всеми точками почвенных данных и валидация карты. Валидация с использованием независимого набора почвенных образцов показала, что карта достаточно точна, чтобы использоваться в качестве цифрового слоя при моделировании распространения видов и местообитаний.