ترکیب گونه‌های درختی بر کاهش نیتروژن از جنگل‌ها تأثیر می‌گذارد

در سرتاسر جهان، ترکیبات نیتروژن از فعالیت‌های کشاورزی و احتراق سوخت‌های فسیلی در جو منتشر می‌شوند. این آلاینده‌ها به‌عنوان بارش، گازها و ذرات در اکوسیستم‌ها رسوب می‌کنند، گاهی اوقات صدها مایل در پایین‌تر از نقطه انتشارشان.

کوه‌های Catskill در جنوب شرقی نیویورک نمونه‌ای از این موارد هستند، اگرچه منابع آلودگی صنعتی یا کشاورزی کمی دارند، اما به دلیل ورود آلاینده‌ها به داخل، برخی از بالاترین نرخ‌های رسوب نیتروژن را در آمریکای شمالی دریافت می‌کنند. نیروگاه های غرب میانه و شهرهای ساحلی شرقی.

هرکسی که گیاهان را برای غذا، فیبر یا گل پرورش می دهد، می داند که نیتروژن برای رشد سالم گیاه بسیار مهم است. اما نیتروژن اضافی که از یک جنگل شسته می شود می تواند خاک و نهرها را اسیدی کند و کیفیت آب را کاهش دهد. تحقیقات قبلی نشان داده است که علاوه بر جذب گیاه، فرآیندهای میکروبی در حفظ نیتروژن در خاک‌های جنگلی بسیار مهم هستند و حوضه‌های آبخیز جنگلی در Catskills به میزان قابل توجهی از نظر میزان نیتروژنی که می‌توانند جذب کنند و از شسته شدن آن جلوگیری کنند، متفاوت است. پس چرا رسوب نیتروژن اتمسفر منجر به افزایش تلفات نیتروژن از برخی جنگل ها و نه از سایر جنگل ها می شود؟

تحقیق بر روی کنترل گونه های درختی بر روی پویایی دوچرخه سواری نیتروژن در کوه های Catskill متمرکز شده است. بخشی از یک پروژه تحقیقاتی بلندمدت در مورد چرخش نیتروژن در جنگل‌های Catskill، این مطالعه از یک تکنیک ایزوتوپ پایدار برای تعیین چگونگی مصرف و تبدیل نیتروژن در خاک توسط میکروب‌ها در زیر توده‌های پنج گونه درخت مختلف که در Catskills رایج هستند، استفاده کرد.نیمی از قطعات جنگلی نیز دارای تیمارهای آزمایشی کود نیتروژن بودند.

مطالعه نشان داد که جنگل‌های تحت تسلط افرا قند به ویژه در برابر شسته شدن نیتروژن حساس هستند، در حالی که خاک‌های زیر جنگل‌های بلوط قرمز و شوکران در حفظ نیتروژن و جلوگیری از تلفات شستشو بهتر هستند. این تفاوت تا حدی مربوط به نسبت کربن به نیتروژن در خاک بود. میکروب‌های زیر گونه‌های مختلف درختی از نظر تولید نیترات، شکل نیتروژنی که به آسانی در نهرها شسته می‌شود، به طور قابل‌توجهی متفاوت هستند. با این حال، بر خلاف مطالعات قبلی از جنگل های غربی، این مطالعه مصرف بسیار کمی از نیترات توسط میکروب های خاک را در هر یک از انواع جنگل ها نشان داد. به دلیل مصرف کم نیترات، انواع جنگلی که تولید نیترات بالایی دارند (مانند افرا شکر) نیز از طریق آبشویی تلفات نیترات بالایی دارند.

نویسنده اصلی، لین کریستنسون از کالج واسار در پوکیپسی، نیویورک خاطرنشان کرد: «مهمترین تفاوتی که ما در چرخه نیتروژن در زیر درختان افرا قندی در مقایسه با سایر گونه های درختی می بینیم، نرخ بسیار بالاتر نیتریفیکاسیون با مصرف بسیار کم این است. نیترات موجود در خاک های افرا شکر.اینکه چرا خاک ها و درختان این نیتروژن را مصرف نمی کنند هنوز یک راز است.»

رهبر پروژه گری لاوت از موسسه مطالعات اکوسیستم کری در میلبروک، نیویورک اظهار داشت: «برای مدیران حوضه مهم است که بدانند تفاوت در ترکیب گونه‌های درختی می‌تواند بر حفظ نیتروژن تأثیر بگذارد. برخی از انواع جنگل‌ها بیشتر از بقیه با نیتروژن اشباع می‌شوند.»

این مطالعه توسط بنیاد ملی علوم و وزارت کشاورزی ایالات متحده تامین مالی شد.