Значительная потеря гумуса в лесах Баварских Альп

Альпийские леса окажутся под большой угрозой, если такие погодные явления, как засухи и ливни, станут более частыми. Как показывает исследование Технического университета Мюнхена (TUM), в горных лесах Баварских Альп за последние три десятилетия произошло значительное сокращение органического вещества в верхнем слое почвы. Рекомендация авторов исследования — сохранять, а еще лучше увеличивать почвенный гумус независимо от изменения климата, внедряя гумус-сберегающее лесное хозяйство для защиты функции горных лесов и смягчения последствий наводнений.

Органическое вещество почвы имеет решающее значение для её плодородия, водного баланса и снабжения питательными веществами. Предыдущие исследования установили, что особенно в более холодных горных регионах углерод, связанный в почвенном органическом веществе, очень чувствительно реагирует на потепление, вызванное изменением климата, и всё больше высвобождается микроорганизмами. Как следствие, почва теряет одну из своих основных функций: способность накапливать углерод, который после высвобождения также способствует глобальному потеплению.

До сих пор не существовало точных данных об изменениях запасов гумуса в альпийских почвах за годы. Ученые из Технического университета Мюнхена опубликовали новое исследование в Nature Geoscience, в котором на основе данных с 35 участков горных лесов и пастбищ выявлены изменения в запасах альпийского гумуса. Их работа основана на двух независимых анализах, позволивших сделать выводы об изменении состояния почв за последние тридцать лет.

Значительная потеря гумуса в почвах горных лесов за короткий срок

Одно из двух исследований охватило все основные типы лесов и почв на всей территории Баварских Альп площадью 4400 км² в период с 1986 по 2011 год. Второе исследование наблюдало за типичными горными еловыми лесами в регионе Берхтесгаден (общая площадь: 600 км²) с 1976 года.

«Я был удивлен, увидев, что запасы гумуса в лесных почвах подверглись такой драматичной — и в статистическом отношении значительной — степени истощения», — говорит профессор Йорг Притцель с кафедры почвоведения TUM. За исследуемый период запас органического вещества в верхнем слое лесных почв Баварских Альп сократился в среднем примерно на 14%.

Наибольшее истощение произошло в почвах, сформированных на известняке или доломите. Они потеряли почти треть своей гумусовой массы. «В целом выводы, сделанные в двух исследованиях — несмотря на разные подходы и разные регионы — почти идентичны», — объясняет ведущий автор Притцель. За время исследования на исследуемых территориях не велось лесное хозяйство. Истощение гумуса, следовательно, должно быть результатом изменения климата.

Потепление климата в Альпах с 1970-х годов

Снижение содержания органического вещества в почве, скорее всего, является следствием потепления климата, которое регистрировалось метеостанциями в Баварских Альпах за последние сто лет — особенно в последние десятилетия.

«Альпы в регионе Берхтесгаден пострадали довольно сильно, — объясняет профессор Притцель, — поскольку средняя температура воздуха там особенно резко выросла в летние месяцы». В связи с повышением температур в летние месяцы в регионах с ростом температуры воздуха также происходит потепление грунта, что, предположительно, является основной причиной прогрессирующей деградации органического вещества почвы.

Отступление от основных выводов: потери гумуса в почвах горных пастбищ не обнаружено

В отличие от лесных почв, почвы горных пастбищ, исследованные в Берхтесгаденских Альпах, не понесли потерь гумуса за последние 30 лет. Однако они, как правило, без исключения менее богаты гумусом, чем непосредственно прилегающие лесные почвы.

Авторы исследования предполагают, что горные пастбища, которые много сотен лет назад также были лесистыми территориями до появления альпийского животноводства, должны были потерять значительную часть своего первоначального запаса гумуса относительно скоро после вырубки лесов. Оставшееся органическое вещество почвы находится не — как это часто бывает в лесной почве — в основном в виде «лесной подстилки» в поверхностном слое, а залегает глубже, где оно лучше защищено от разлагающих гумус микроорганизмов.

Рекомендация авторов исследования: внедрять гумус-сберегающее лесное хозяйство

В конечном итоге авторы исследования ожидают, что средние летние температуры в Альпах продолжат расти, наряду с увеличением количества эпизодов экстремальной погоды. Следовательно, мы будем наблюдать всё больше продолжительных периодов без дождя, чередующихся с сильными ливнями.

Толстый гумусовый слой с высокой способностью к накоплению воды способен смягчить последствия такой экстремальной погоды для горных лесов и ландшафта. Он накапливает воду для деревьев и альпийской флоры, одновременно уменьшая паводки после сильных ливней. Чтобы сохранить такие жизненно важные функции гумусового слоя, деградацию гумуса, вызванную изменением климата, необходимо активно компенсировать, способствуя его восстановлению.

Центральное значение в этом сценарии имеют «устойчивые» горные леса, способные выдерживать экстремальные явления. Такие леса характеризуются разнообразным составом древесных пород и деревьев разного возраста. Деревья таких лесов обеспечивают постоянное поступление опада (листья, хвоя, корни, сучья) и поддерживают постоянный прохладный «лесной климат» даже в жаркое лето, что, в свою очередь, замедляет разложение гумуса почвенными микроорганизмами. Более того, они также предотвращают потерю гумуса из-за эрозии в результате ливней, сползания снега или лавин.