Как просветы в пологе европейского пойменного леса влияют на микроклимат и биологическую активность почвы
Просветы в пологе смешанного пойменного леса напрямую влияют на температуру и влажность лесной почвы, но лишь незначительно сказываются на её биологической активности. К такому выводу пришло исследование Лейпцигского университета, Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) Галле-Йена-Лейпциг и Института биогеохимии Макса Планка.
Исследование было недавно опубликовано в журнале Science of the Total Environment.
Прогалины в древостое, вызванные лесохозяйственными мероприятиями или гибелью крупных деревьев, могут играть центральную роль в формировании микроклимата и биологических процессов в лесной почве. В свете изменения климата вопрос о том, как такие прогалины влияют на микроклимат и активность почвы, становится всё более важным.
В рамках этого исследования учёные изучили влияние лесных прогалин разного размера и структуры на микроклимат и процессы разложения в почве европейского смешанного пойменного леса (Лейпциг, Германия) в засушливый 2022 год.
«Как и ожидалось, температура почвы повышается по сравнению с сомкнутым лесом, а колебания температуры воздуха и почвы усиливаются», — говорит ведущий автор исследования Анналена Ленк из Института биологии Лейпцигского университета. — «Летом среднемесячные температуры почвы на участках с прогалинами были до 2.05°C выше, чем на участках сомкнутого леса.
Одновременно с этим почва в прогалинах была более влажной, в некоторых случаях значительно». Предполагается, что это результат снижения транспирации крупных деревьев и меньшего перехвата осадков кронами из-за разреженного древостоя.
Интересно, что плотность кустарникового яруса и подлеска иногда оказывала большее влияние на температуру почвы, чем полог: «На участках леса с более густым подлеском температуры и их колебания были более умеренными, чем на участках, где подлесок был искусственно прорежен».
Чтобы понять влияние меняющихся микроклиматических условий на ключевые функции экосистемы, Ленк и её команда также изучили активность почвенных организмов. Для этого были проведены эксперименты по скорости разложения различных субстратов (зелёный чай, чай ройбуш и деревянные шпатели) и по питательной активности почвенной фауны с использованием приманок.
«Неожиданно мы не обнаружили значительных различий в биологической активности почвы между прогалинами и сомкнутым лесом», — говорит Ленк. Однако был измерим положительный эффект повышения температуры почвы на питательную активность почвенных организмов в течение сезона, несмотря на снижение влажности почвы.
«Несмотря на экстремальную сухость, скорости разложения были ожидаемыми. По-видимому, микроклиматические различия между лесными прогалинами и сомкнутыми насаждениями были недостаточно велики, чтобы существенно повлиять на активность почвы».
По словам автора, пока это обнадёживающий результат, поскольку как увеличение, так и уменьшение скорости разложения могут негативно сказаться на экосистеме.
Ленк добавляет, что результаты этого исследования подчёркивают сложное взаимодействие между структурой леса, микроклиматом и почвенными процессами. «Наши результаты — важный шаг к лучшему пониманию того, как леса реагируют на структурные изменения в условиях меняющегося климата», — говорит Ленк.
Выводы также могут иметь значение для природоохранных мероприятий, предусматривающих частичное удаление полога для повышения биоразнообразия.
Дальнейшие исследования этих взаимодействий в различных типах лесов и интеграция микроклиматических измерений в программы мониторинга лесов желательны для разработки устойчивых стратегий управления лесами в условиях меняющегося макроклимата.