Китайские ученые установили, что выживание деревьев в карстовых ландшафтах на юго-западе страны зависит в первую очередь от толщины почвенного покрова, а не от запасов воды в глубоких трещинах скальных пород. Это открытие, опубликованное в журнале Plant and Soil, меняет представления о том, как леса в таких условиях адаптируются к дефициту влаги, и указывает на важность сохранения почв для их устойчивости к засухам.
Исследование провели специалисты из Пекинского университета и Университета Внутренней Монголии. Карстовые районы, сложенные из известняка и доломита, известны тем, что вода в них не задерживается на поверхности, а быстро уходит вглубь через трещины. Поэтому, несмотря на влажный субтропический климат, растениям постоянно не хватает влаги. До сих пор считалось, что их основной источник воды – это как раз трещины в скальной породе, куда проникают корни.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые работали в провинции Гуйчжоу. Они изучили, как химический состав коренных пород – известняков с высоким содержанием кальция и доломитов, богатых магнием, – влияет на глубину почвы и густоту трещин. Затем они сопоставили эти геологические параметры с физиологическими особенностями деревьев, проанализировав, как растения регулируют потребление воды на уровне листьев и как устроена их водопроводящая система в стволах.
Выяснилось, что именно толщина почвы оказывает решающее влияние на стратегию водопользования деревьев, в то время как роль трещин в скалах оказалась второстепенной. На участках с самым тонким слоем почвы деревья растут медленнее, но очень экономно расходуют воду, чтобы пережить засушливые периоды. Там, где преобладают доломитовые породы, растения вкладывают ресурсы в развитие более прочной древесины, которая защищает их сосудистую систему от образования воздушных эмбол при обезвоживании.
Эти выводы имеют большое практическое значение. В последние десятилетия в карстовых районах Китая активно высаживали леса, но одновременно эти территории страдают от так называемого «скального опустынивания» – эрозии, которая смывает почву и обнажает камень. На фоне изменения климата и участившихся засух понимание ключевых факторов выживания лесов становится критически важным. Исследование показывает, что проекты по лесовосстановлению будут успешнее, если основной упор сделают на защите и наращивании почвенного слоя.
Авторы отмечают, что предложенный ими метод – использовать химический состав породы как индикатор структуры грунта – позволяет косвенно оценивать условия на больших и труднодоступных территориях. Это может помочь в создании более точных моделей, прогнозирующих реакцию карстовых экосистем на климатические изменения. В конечном счете, сохранение почвы оказывается более эффективной стратегией для поддержания этих лесов, чем любые другие меры.