Что происходит под землей в сосновом лесу и каким образом дерево получает необходимые элементы из минералов почвы? Ответы на эти вопросы ученые ищут в национальном парке «Бурабай», который стал одной из площадок международных исследований лесных экосистем. Об этом «НП» рассказали в пресс-службе нацпарка.
В сосновых лесах нацпарка продолжается полевой эксперимент в рамках международного проекта EuAsiaN-ROOT. Его участники изучают связи между деревьями, их корнями, почвой и микроорганизмами, прежде всего микоризными грибами.
Проект объединяет исследовательские организации Европы и Азии и охватывает широкий климатический диапазон от тропических лесов Юго-Восточной Азии до лесов Центральной Азии с резко континентальным климатом. Ученые проводят сопоставимые исследования в разных странах, чтобы выяснить, как климат и свойства почвы влияют на «подземную жизнь» леса и способность деревьев получать питание. Напомним, что EuAsiaN-ROOT реализуется при поддержке программы Европейского союза Horizon Europe в рамках Marie Skłodowska-Curie Actions.
Как отмечают ученые, Бурабай представляет для такого исследования особый интерес. Здесь сочетаются разные типы почв, рельефа и условий увлажнения. Это позволяет наблюдать, как одни и те же природные процессы протекают в разных условиях соснового леса.
Например, один из главных объектов исследования практически невозможно увидеть обычному посетителю. Это микориза — взаимовыгодное взаимодействие корней деревьев с грибами. Тончайшие грибные нити, или гифы, проникают туда, куда корни дерева добраться не могут, и участвуют в получении минеральных элементов. Взамен грибы получают от растения органические соединения. Изучение роли микоризных грибов в обеспечении деревьев питательными веществами — одна из задач проекта. Чтобы доподлинно изучить этот процесс, специалисты отдела науки, информации и экологического мониторинга ГНПП «Бурабай» совместно с исследователями университета имени Лейбница в Ганновере заложили необычный полевой эксперимент.
В почву на экспериментальных площадках поместили специальные сетчатые мешочки с минералами — мусковитом, апатитом и гетитом. Размер ячеек был подобран таким образом, чтобы внутрь не могли проникнуть корни деревьев, но туда могли попасть значительно более тонкие гифы грибов.
Так ученые создали «контрольную точку» под землей: спустя определенное время образцы можно извлечь и определить, добрались ли грибы до минералов, как взаимодействовали с их поверхностью и оставили ли следы биологического выветривания.
Зачем это изучать? Дело в том, что минералы содержат необходимые деревьям элементы, однако получить их напрямую растениям не всегда удается. В этом им помогают микроорганизмы и микоризные грибы, высвобождая питательные вещества из почвы. Ученые хотят понять, как эта система работает и помогает лесу сохранять устойчивость к изменениям окружающей среды.
Но этот эксперимент начался не сегодня. Да и сначала специалисты Национального парка вместе с немецкими исследователями обсудили методику, и только после этого сотрудники ГНПП «Бурабай» определили подходящие участки на основе многолетних наблюдений и знания территории. Данный опыт был заложен на действующих фенологических площадках в различных сосновых древостоях.
Теперь спустя год исследователи уже смогли извлечь первую серию экспериментальных образцов. Одновременно были отобраны образцы почвы и хвои сосен. И ученым предстоит сопоставить процессы, происходившие на поверхности минералов, с химическим составом почвы и хвои.
Сейчас образцы отправились на исследования в лаборатории университета имени Лейбница в Ганновере с применением современных микроскопических и биогеохимических методов. Ученые будут искать следы заселения минералов грибами и бактериями, контакта грибных гиф с их поверхностью и биологического выветривания. Специалисты надеются, что данное исследование позволит сравнить данные Бурабая с результатами, полученными в других природно-климатических условиях Евразии.
Добавим, что этот международный проект EuAsiaN-ROOT продлится до конца 2028 года. Тогда как для ГНПП «Бурабай» сегодняшнее участие в проекте это замечательная возможность поделиться многолетними наблюдениями и лучше понять, как хвойный заповедный лес получает питание из почвы и реагирует на изменения климата и условий окружающей среды.