Радарное сканирование определило оптимальную плотность деревьев для борьбы с опустыниванием

Исследование с использованием георадара (GPR) определило оптимальную плотность посадки сосны обыкновенной монгольской в засушливых регионах Китая, предложив научно обоснованное решение проблемы гибели деревьев, угрожающей усилиям по борьбе с опустыниванием.

Работа, проведенная в рамках долгосрочного эксперимента в Чжангутае (провинция Ляонин), бросает вызов традиционным методам, основанным только на надземных показателях, и раскрывает решающую роль подземных взаимодействий для здоровья лесопосадок.

Исследователи из Института прикладной экологии Китайской академии наук определили коренную причину загадочного упадка плантаций сосны монгольской (Pinus sylvestris var. mongolica) — ключевого вида проекта "Зеленый пояс" на севере Китая.

Результаты, опубликованные в Forest Ecology and Management, показывают, что излишне загущенные древостои приводят к интенсивной подземной конкуренции за воду, ускоряя деградацию лесов в полузасушливых зонах, таких как песчаная земля Хорчин.

Методология и ключевые результаты

Используя систему георадара Noggin 1000 вместе с традиционным бурением почвы, ученые изучили распределение толстых (>5 мм) и тонких (<2 мм) корней на 25 пробных площадках с исходной плотностью посадки от 1 111 до 10 000 деревьев на гектар. Более 40 лет естественного изреживания создали шесть градиентов плотности — от 383 до 2 367 деревьев на гектар.

Основные выводы:

• При увеличении плотности древостоя с 383 до 2 367 деревьев/га горизонтальное распространение толстых корней сократилось с 3,65 м до 1,81 м, а их распределение стало более скученным.
• Глубина залегания корней уменьшилась на 20% — с 95,3 см до 75,8 см, что вынудило деревья использовать более мелкие и сухие слои почвы.
• Тонкие корни концентрировались у поверхности (0–20 см), обостряя конкуренцию за воду.

"Даже на участке с самой низкой плотностью все еще наблюдалось перекрытие корневых систем и интенсивная конкуренция", — отметила ведущий исследователь доктор Ли Минцзюань.

Оптимальная плотность и значение исследования

Установив количественные связи между плотностью древостоя и показателями интенсивности корневой конкуренции, ученые определили оптимальную плотность для 45-летних насаждений: от 177 до 214 деревьев на гектар.

Ключевым достижением работы стало применение георадара, который преодолевает ограничения трудоемких и разрушительных традиционных методов. GPR обеспечивает быстрый и неинвазивный способ картирования корней и дает более точное понимание подземных взаимодействий, определяющих конкуренцию деревьев и устойчивость леса.

Этот технологический прорыв представляет собой важный шаг в развитии лесопользования, особенно в засушливых регионах, где доступность воды является критическим ограничивающим фактором.