Новое исследование учёных предполагает, что постоянная вырубка и повторный рост тропического леса, т.е. процесс снабжения древесиной, снижает уровень жизненно важных питательных веществ в почве, что может ограничивать рост и восстановление лесов в будущем. Они обеспокоены долгосрочной устойчивостью лесозаготовок в тропиках.
Выяснилось, что у деревьев выздоравливающих тропических лесов более жесткие листья с более низкими концентрациями питательных веществ фосфора и азота, необходимых для роста растений, чем у деревьев старовозрастных лесов. Это говорит о том, что многочисленные циклы вырубки и восстановления необратимо удаляют фосфор из лесной экосистемы и подталкивают содержание питательных веществ к экологическим пределам.
«Тропические леса старого роста, которые оставались неизменными на протяжении миллионов лет, в настоящее время меняются необратимо из-за многократных рубок», — говорит доктор Том Суинфилд, ученый-растениевод из Научно-исследовательского института сохранения живой природы Кембриджского университета и основной автор статьи, опубликованной в журнале Global Change Biology.
Питательные вещества, содержащиеся в почве, включая фосфор, поступают из горных пород и поглощаются деревьями через корни. Вырубка деревьев приводит к тому, что питательные вещества теряются из-за эрозии, выделения газообразных веществ и удаления питательных компонентов в изъятой из леса древесине. По оценкам исследователей, до 30% фосфора, доступного для питания деревьев, удаляется из экосистем тропических лесов путем повторных рубок.
«Мы видим, что, когда вырубленные леса начинают восстанавливаться, они фактически расходятся со старовозрастными лесами с точки зрения их листовой химии и, возможно, также видового состава, так как количество доступных питательных веществ сокращается», —говорит Суинфилд. «В настоящий момент деревьям под силу справляться с ситуацией, но тот факт, что они претерпевают изменения, указывает на то, что уровни фосфора в почве падают. Это также может повлиять на скорость восстановления лесов после будущих нарушений баланса».
Исследователи создали изображения лесного ландшафта с высоким разрешением, используя лидарную съёмку с самолета на северо-востоке острова Борнео. Лидарная съёмка — это метод дистанционного зондирования с использованием лазерного сканера и высокоточной камеры, который проводит сотни измерений по всему световому спектру. Они объединили полученную информацию с результатами измерения уровней питательных веществ в 700 отдельных лесных деревьев. Это позволило им составить карту концентрации питательных веществ в листьях деревьев для той территории, где производится многократная вырубка леса и той, где произрастают старовозрастные леса, и сравнить полученный результат.
Данное исследование — первое из масштабных научных исследований изменений в листьях деревьев, присходящих из-за вырубки леса. Выборочная лесозаготовка ведется на миллионах гектаров тропиков, поэтому деградированные леса сейчас более распространены, чем старовозрастные. Исследование предполагает, что каждый последующий лесной урожай снижает уровень питательных веществ в экосистеме, и недавно появившиеся деревья должны адаптироваться, чтобы сохранить доступные для них ограниченные ресурсы.
«Недостаток содержания фосфора в почве— это действительно серьезная глобальная проблема. Это одна из областей, в которой люди пользуются жизненно важным ресурсом за пределами устойчивого уровня», — говорит профессор Дэвид Кумс, директор Исследовательского института по сохранению живой природы Кембриджского университета, который руководил проектом. Исследователи обнаружили, что различия со старовозрастными лесами становятся все более заметными по мере того, как вырубка лесов продолжает увеличиваться, что позволяет предположить возможное обострение проблемы ограниченного содержания фосфора по мере восстановления лесов в будущем.
