27/06/2022
0Чому важливе правильне розуміння ролі та функцій ґрунтів.
Газета “Природа і суспільство”
Олександр ВИНОГРАДСЬКИЙ
Ґрунт є важливим компонентом лісових екосистем, оскільки допомагає регулювати важливі процеси, такі, як: поглинання поживних речовин, розкладання та доступність води. Ґрунт також є одним із найбільших вуглецевих резервуарів на планеті. Результати досліджень зарубіжних вчених дають можливість зрозуміти важливість ролі та функцій ґрунтів для здоров’я лісових екосистем у світлі навколишнього середовища, що постійно змінюється.
Лісові ґрунти як частина лісової екосистеми
Впродовж мільйонів років ґрунти створювали основу для окремих дерев та величезних лісових територій. Ґрунти забезпечують їх опорою, водою та поживними речовинами. В свою чергу, дерева, а також інша рослинність є важливим чинником у створенні нового ґрунту, оскільки листя та залишки рослин гниють та розкладаються. Між тим, насправді, взаємозв’язок між ґрунтами та лісами набагато складніший і далекосяжніший. Ґрунти та ліси нерозривно пов’язані між собою, мають величезний взаємний вплив і разом – на навколишнє середовище.
Одне з традиційних визначень ґрунту – це динамічне природне середовище, що має властивості, які виникають унаслідок комбінованого впливу клімату та біотичної діяльності, змінених рельєфом певної місцевості. Ґрунт складається з мінералів, води, газів, органічних речовин і мікроорганізмів.
У лісах по всьому світу біота ґрунту відіграє вирішальну роль у регулюванні екосистемних процесів, пов’язаних із розкладом рослинної підстилки, оборотом органічної речовини та мінералізацією поживних речовин. Ґрунтові гриби та бактерії розщеплюють органічні речовини за допомогою арсеналу спеціальних ферментів, які забезпечують доступні поживні речовини для рослин та інших ґрунтових організмів.
Однак, багато важливих функцій лісових ґрунтів зазнають змін, коли змінюється навколишнє середовище. Ці зміни можуть різко вплинути на загальну продуктивність лісу. Наприклад, багаторічні дослідження лісового ґрунту фахівцями Центру екосистем Морської біологічної лабораторії Вудс–Хоулза (Массачусетс, США) показали, що зростання температури збільшує «мікробне дихання» у ґрунтах, підвищуючи цим самим обіг поживних речовин та збільшуючи короткочасне зберігання вуглецю в деревах. Однак зниження доступності води через посуху може обмежити обіг вуглецю, зменшуючи його накопичення в деревах і збільшуючи викиди з ґрунту. Тому науковці наголошують, що правильне розуміння ролі та функцій ґрунтів може допомогти зрозуміти, як зміни клімату можуть впливати на загальне здоров’я та довготривале функціонування лісових екосистем.
Ґрунти, потепління і вуглець
Ґрунти є найбільшим наземним джерелом вуглекислого газу (CO2), але ці викиди дуже чутливі до низки чинників, пов’язаних зі зміною клімату та використанням землі людиною. Для вивчення зворотного зв’язку циклу вуглецю та клімату в контексті лісової екосистеми низкою науковців із кількох провідних університетів США був проведений довготривалий польовий експеримент, який дав можливість задокументувати зміни в кругообігу вуглецю в ґрунті, щоб дослідити потенційні наслідки для кліматичної системи.
Було виявлено, що потепління ґрунту призводить до чотирифазного розпаду органічної речовини ґрунту та потоків вуглекислого газу в атмосферу, причому фази значної втрати вуглецю ґрунтом можуть чергуватися з фазами невиявлених втрат. Кілька чинників разом впливають на терміни, величину та термічну акліматацію втрат CO2 ґрунтом. Вони включають виснаження доступних для мікробів пулів вуглецю, зменшення мікробної біомаси, зміну ефективності використання мікробного вуглецю та зміни в складі мікробних спільнот. Як стверджують дослідники, отримані ними результати підтверджують прогнози щодо наявності «довгострокового самопідсилюючого зворотного зв’язку вуглецю з лісів середніх широт із кліматичною системою в міру потепління на планеті». Зміна клімату впливає на ліси, а ліси впливають на зміну клімату – вони пов’язані між собою.
Викиди вуглецю є основним чинником, що сприяє зміні клімату. Світові ліси виступають в якості значного сховища вуглецю: 650 млрд тонн вуглецю або майже третина від загальної кількості в наземних екосистемах уловлюється в лісах. Лісові ґрунти також зберігають кількість вуглецю, що дорівнює кількості глобальної лісової біомаси – близько 45% кожна. Ще 10% CO2 міститься в мертвій деревині й підстилці. В цілому, ліси зберігають стільки ж вуглецю, скільки атмосфера.
Зміни глобального клімату спричиняють стрес для лісів через підвищення температури, зміну режиму випадання опадів та збільшення частоти екстремальних погодних явищ. З іншого боку, ліси та деревина, яку вони виробляють, уловлюють і накопичують CO2, відіграючи важливу роль у пом’якшенні кліматичних змін.
Вуглецево-кліматична роль лісів і лісових ґрунтів
Як бачимо, ліси відіграють немало важливих ролей у зміні клімату:
• вони є великим резервуаром стабілізованого вуглецю, і їх потенціал поглинання вуглецю може бути значно покращений шляхом належного управління;
• вони мають потенціал поглинати приблизно 1/10 глобальних викидів вуглецю, прогнозованих на першу половину цього століття, у свою біомасу, ґрунти, деревні продукти та зберігати їх;
• вони чутливо реагують на зміну клімату, і за умови сталого управління вони виробляють деревне паливо як безпечну альтернативу викопному паливу;
• нині вони вносять приблизно 1/6 глобальних викидів вуглецю при очищенні, надмірному використанні або деградації.
У свою чергу, поглинання вуглецю в лісових ґрунтах зменшує швидкість збагачення ним атмосфери. Як стверджують науковці, багаторічні дослідження показали, що збільшення запасу CO2 у лісових ґрунтах можна досягти шляхом ведення сталого лісового господарства, яке включає збереження лісів, управління пожежами, залісення, відбір видів, використання добрив та захист ґрунтів від ерозії.
Управління вододілом і ерозією лісових ґрунтів
Слід зазначити, що ліси також є ключовим компонентом управління вододілом – комплексним підходом до використання природних ресурсів у географічній зоні, дренованій водоймою. Як показують дослідження, управління водозбором є надійним способом захисту та реабілітації територій, схильних до деградації ґрунтів та ерозії, особливо у гірських районах. При цьому, характеристики лісу та ґрунту є одними з ключових параметрів, які мають оцінюватися при плануванні управління вододілом. Крім того, заходи щодо відновлення та підвищення родючості ґрунтів, наприклад, шляхом відновлення лісів, мають багато переваг і тому є невід’ємною частиною будь-якого плану управління вододілом.
Сьогодні для подолання наслідків зміни клімату потрібні стабільно керовані ліси, щоб контролювати ерозію ґрунтів для їх збереження. Ліси, в яких керовано зменшується ерозія ґрунтів, ризики зсувів і лавин, можуть внести суттєвий внесок у системи, що забезпечують та підтримують запаси чистої води на планеті, а також збалансований кругообіг води.
Таким чином, допомагаючи запобігти ерозії ґрунту, ліси діють як найважливіший захисник ґрунтових ресурсів, наприклад, запобігаючи або зменшуючи їх засолення.
Тож, безумовно, ґрунт є важливим компонентом лісової екосистеми – це складне і змінне середовище, що складається з мінеральних частинок, органічної речовини, води, повітря та живих організмів. Характеристики ґрунту значною мірою визначають характер флори та фауни, що складають біологічне різноманіття конкретної лісової території та її продуктивний потенціал. Це життєво важливий ресурс, який необхідно використовувати належним чином, щоб гарантувати, що він може продовжувати виконувати свої численні функції.
