Биологические корки, пострадавшие от засухи, всё ещё могут стабилизировать почвы

Биологические почвенные корки — это сообщества цианобактерий, грибов, лишайников и других живых организмов, которые могут связывать частицы почвы и снижать её подверженность эрозии водой или ветром. Корки, в которых доминируют цианобактерии, естественным образом встречаются во многих засушливых регионах и перспективны как инструмент для борьбы с эрозией и восстановления деградированных земель. Однако большинство исследований до сих пор было сосредоточено на том, как отдельные виды цианобактерий, выращенные в лаборатории, реагируют на изменения окружающей среды, а не на более сложные природные сообщества.

Чтобы восполнить этот пробел, Буллард и коллеги исследовали, как in situ цианобактериальные корки в национальном парке Диамантина в центральной Австралии реагируют на имитацию осадков в трёх соседних засушливых ландшафтах: песчаной дюне, пойме и переходной зоне между ними (небха). Команда измерила изменения нескольких биологических и физических характеристик сред — включая фотосинтез, влажность почвы, прочность биологической корки и подверженность субстрата ветровой эрозии — после обработки корок, переживших годичную засуху, имитатором дождя с интенсивностью 5 и 10 миллиметров.

Исследователи обнаружили, что цианобактериальные корки быстро реагировали на влагу, демонстрируя более высокий уровень фотосинтеза после применения 10-миллиметрового дождя и более интенсивный ответ при более высокой температуре воздуха. Кроме того, они выяснили, что независимо от количества влаги, температуры воздуха или типа субстрата, всплеск фотосинтеза был кратковременным и возвращался к фоновым уровням в течение суток.

Эксперименты в аэродинамической трубе показали, что ветер более эффективно выдувает частицы почвы после 5-миллиметровой обработки влагой, чем после 0-миллиметровой или 10-миллиметровой. Авторы объясняют этот результат воздействием отдельных капель дождя, которые заставляют песчинки смещаться к поверхности. Когда дует ветер, он подхватывает эти рыхлые зёрна, которые, в свою очередь, ударяют по другим, вызывая эрозию.

В совокупности результаты показывают, что пострадавшие от засухи цианобактериальные корки всё ещё могут защищать субстрат от ветровой эрозии в малых масштабах, изученных в этом исследовании. Однако прогнозы изменения климата указывают, что этот регион будет испытывать более частые и длительные периоды экстремальной жары и более длительные интервалы между дождями. Ожидается, что эти изменения ещё больше снизят эластичность корок и изменят состав видов в них, потенциально ставя под угрозу их способность стабилизировать почвы.