Умеренная степень хаотичности при посадке деревьев улучшает состояние почвы эффективнее, чем строгий порядок или полная случайность. К такому выводу пришли авторы исследования тополиных плантаций, опубликованного в журнале Plant and Soil. Результаты работы ставят под сомнение распространённое в экологии мнение, что любая искусственная лесопосадка становится функциональнее по мере приближения её структуры к нерегулярной, природной.
Исследователи изучили участки, засаженные евро-американским тополем. Степень хаотичности посадки оценивали по взаимному расположению каждого дерева и его четырёх ближайших соседей. Участки разделили на пять групп: от контрольного с идеально ровными рядами до плантаций с разной долей и типами нерегулярного размещения деревьев. Учёные анализировали ключевые показатели состояния почвы: содержание питательных веществ, биомассу микроорганизмов и активность ферментов, отвечающих за круговорот азота и фосфора.
Наиболее высокие показатели биологической активности почвы зафиксировали на участках со средним уровнем нерегулярности. По сравнению с контрольным участком, где деревья росли ровными рядами, в почве умеренно-хаотичных посадок оказалось больше живых микроорганизмов, а ферменты работали активнее. При этом на плантациях с максимальной степенью случайности дальнейшего улучшения состояния почвы не наблюдалось.
Исследователи также выяснили, что важна не только степень хаоса, но и его конкретная пространственная геометрия. Схемы посадки, где деревья располагались по схеме, условно названной «гантель», показали лучшие результаты по комплексному индексу качества почвы, чем участки со схемой «факел».
Статистическое моделирование подтвердило, что пространственное расположение деревьев косвенно влияет на активность микробов. Вероятно, более разнообразная структура посадок создаёт мозаику из освещённых и затенённых участков, по-разному распределяет влагу и опавшие листья. Это, в свою очередь, сказывается на доступности питательных веществ для почвенных микроорганизмов.
Авторы работы полагают, что их выводы могут быть полезны для лесного хозяйства и проектов по восстановлению экосистем. Вместо того чтобы стремиться к максимальной хаотичности, при закладке новых лесов следует подбирать оптимальный, а не наибольший уровень структурного разнообразия. Для подтверждения универсальности этого принципа необходимы дальнейшие долгосрочные эксперименты с другими породами деревьев и в разных климатических условиях.