На вузькій смузі суші Панамського перешийку науковці з’ясували, що додавання нітрогену в землю збільшує ріст дерев вдвічі, що відкриває нові перспективи для розуміння процесу відновлення лісів.
Значна частина тропічних лісів відновлюється на територіях, де раніше були ліси, які були знищені для випасу великої рогатої худоби. Такі практики зумовлюють втрату азоту з землі, що може сповільнити відновлення лісових масивів. (Зображення: Сара Баттерман / Інститут екосистемних досліджень Кері) Підпишіться на нашу електронну розсилку
Згідно з новим дослідженням, додаткова доза нітрогену може подвоїти приріст тропічних дерев у відновленому лісі, значно збільшуючи обсяг вуглекислого газу (CO2), який вони здатні поглинути протягом десятиліття.
Науковці з’ясували, що внесення азотних добрив у землю в наймолодших лісах — тих, які були пасовищами менше року тому — збільшило біомасу дерев на 95% порівняно з контрольною групою, яка не отримувала добрив. Десятирічні ліси також відновилися після обробки азотом, продемонструвавши збільшення приросту на 48% порівняно з контрольною групою.
Дослідники зі Смітсонівського інституту тропічних досліджень (STRI) спостерігали за ростом дерев та деревних ліан протягом чотирирічного періоду, контролюючи, як добрива з азоту, фосфору або їх поєднання впливають на ріст. Працюючи на ділянках довкола водозбору Панамського каналу, вони також тестували реакції в різних типах лісів, включаючи ділянки, які менше року тому були пасовищами для худоби, 10-річні відновлювані ліси, 30-річні відновлювані ліси та 600-річні ліси.
Протягом трьох місяців щороку польові бригади регулярно вносили добрива для дерев. «Ви підіймаєтеся вгору та вниз цими крутими схилами, щоб дістатися до поля», – сказав Баттерман. «І це надзвичайно гарно. Ви можете побачити Панамський канал вдалині, через який пливуть великі кораблі. А потім ви подорожуєте цим краєвидом пасовищ з коровами та деякими лісами на різних стадіях регенерації».
Член команди розкидає добрива на нещодавно покинутій території пасовища. Білими трубками позначено місця на ділянці, щоб науковці могли знаходити дерева, коли вони знову ростуть. Через чотири роки дерева на цій ділянці були вищими за дослідників, а ліс накопичував вдвічі більше вуглецю, коли мав достатньо азоту, порівняно з тим, коли його не мав. (Зображення: Сара Баттерман / Інститут екосистемних досліджень Кері)
Після піших прогулянок тривалістю від п’яти хвилин до півтори години польові групи вносили добрива для дерев та вимірювали їхні стовбури. «Стільки спекотно та волого, багато комарів та інших комах», – сказав Баттерман.
За діаметром стовбурів дерев дослідники можуть екстраполювати надземну біомасу дерев і, головне, їхні запаси вуглецю.
Результати команди, оприлюднені 13 січня в журналі Nature Communications, показали, що азот майже подвоїв ріст на територіях, які до минулого року були сільськогосподарськими землями, і майже на 50% збільшив ріст лісів, які відновлювалися протягом 10 років.
Коренева бульбочка на бобовому дереві, де симбіотичні бактерії фіксують азот з атмосфери у форму азоту, яку дерева можуть використовувати для росту. Бобові дерева часто зустрічаються в тропічних лісах і можуть бути застосовані в лісовідновленні для природного збагачення ґрунту азотом, що пришвидшує поглинання та зберігання вуглецю. (Зображення: Сара Баттерман / Інститут екосистемних досліджень Кері)
Старіші ліси не показали жодної реакції на додатковий азот, і жоден ліс не показав реакції на фосфорні добрива.
Коли дерева вирубують у тропічних лісах, ґрунт під ними також зазнає деградації, виснажуючи поживні речовини, такі як азот і фосфор. Ця деградація все ще помітна через десятиліття після вирубки лісів.
Але замість того, щоб пропонувати фізичне удобрення великих тропічних лісів азотом, нові висновки можна використовувати для планування проектів відновлення лісів, які надають пріоритет видам дерев, здатним перетворювати атмосферний азот на поживні речовини. Це відомо як «азотфіксуючі дерева», — каже співавтор дослідження Джефферсон Холл, керівник проекту Agua Salud у STRI, який надав деякі лісові ділянки, де проводився експеримент.
Тропічний ліс, якому близько тридцяти років після вирубки та використання в сільському господарстві. До тридцяти років у лісах немає жодних ознак обмеження поживних речовин для накопичення вуглецю. Помаранчева фарба на стовбурах дерев дозволяє дослідникам щороку знаходити та вимірювати одні й ті ж дерева, щоб відстежувати їхній ріст та накопичення вуглецю. (Зображення: Сара Баттерман / Інститут екосистемних досліджень Кері)
«Непрактично, щоб люди виходили та, знаєте, удобрювали всі ліси світу, щоб поглинати CO2», — сказав Холл Live Science. «Природним способом покращення азотної системи було б садити більше дерев, що фіксують азот».
Річард Бердсі, старший науковий співробітник Центру досліджень клімату Вудвелла, який не брав участі в дослідженні, сказав, що отримані результати підтверджують давнє спостереження щодо поживних речовин. «Коли я навчався в школі, 50 років тому, проблема виснаження поживних речовин у тропічних лісах була відома на той час. Але подібних експериментів тоді не проводилося. Це були просто деякі спостереження», – сказав він Live Science.
Колишні тропічні ліси, які були видалені, найчастіше для сільського господарства, не мають поживних речовин у землі, і часто потрібен тривалий час для відновлення цих поживних речовин — навіть коли землю знову заліснюють. «Дослідження, певним чином, підтверджує ці давні переконання про те, як функціонують тропічні ліси та що з ними відбувається, коли їх вирубують», — сказав Бердсі.
Бердсі, який пропрацював у Лісовій службі США понад чотири десятиліття, сказав, що тропічні ліси, що відновлюються, є життєво важливим глобальним поглиначем вуглецю, тобто вони поглинають більше вуглецю, ніж виділяють.
«Вони поглинають близько 2,5 пентаграмів вуглецю на рік», – сказав він. «У світовому масштабі ліси поглинають приблизно 3,5 пентаграми. Тож тропічні ліси загалом є найбільшою складовою поглинача вуглецю. А тропічні ліси, що відростають, або ліси, що відновлюються, є найбільшою частиною поглинача тропічних лісів».
Sourse: www.livescience.com