Новое исследование показало, что растения, растущие на дне гигантских карстовых воронок в Китае, настолько богаты питательными веществами, что растут быстрее, чем их поверхностные собратья, и при этом используют меньше основных строительных блоков.
Карстовые воронки, называемые «тянькэн», являются одними из последних сохранившихся естественных убежищ древних лесов и могут служить пристанищем для видов, неизвестных науке, но как именно эти виды могут процветать на дне этих глубоких воронок, пока неясно.
Оказывается, лавры, крапива и папоротники, которые живут внутри тянькэна, процветают за счет огромных запасов азота, фосфора, калия, кальция и магния, которые ограничивают рост растений в других средах, где их мало. Но поскольку эти питательные вещества в изобилии присутствуют в тянькэне, растения поглощают их, чтобы расти высокими и максимально использовать солнечные лучи, которые до них доходят, согласно исследованию, опубликованному в Chinese Journal of Plant Ecology.
«Растения могут адаптироваться к неблагоприятным условиям окружающей среды, регулируя содержание питательных веществ», — пишут исследователи.
Очень мало света достигает дна тянькэна, что на китайском означает «небесные ямы». Тянькэн — это 100-метровые ямы в карстовом ландшафте юго-запада Китая. Согласно исследованию, в этих глубоких ямах произрастают растения, которые предпочитают влагу и тень, в том числе виды, уникальные для этого региона.
«Благодаря возвышающимся скалам и крутым склонам тянькэна, он меньше подвергался воздействию человеческой деятельности», — пишут исследователи. Тянькэн — это убежище для современных карстовых лесных растений, включая непальскую свиную сливу (Choerospondias axillaris) и китайский дождевой колокольчик (Strobilanthes cusia), пишут они.
Для исследования ученые собрали образцы 64 видов растений внутри и за пределами тянькэна в уезде Лейе, в китайском регионе Гуанси. В уезде Лейе находится группа Дашивэй Тянькэн, геологическое чудо, состоящее из 30 карстовых воронок в ландшафте, охватывающем 20 квадратных километров. Чтобы определить, различаются ли стратегии поглощения питательных веществ и роста этих растений в зависимости от их среды обитания, группа измерила содержание углерода и питательных веществ в каждом образце.
Растения, растущие внутри тянькэна, имели более низкое содержание углерода, чем те, что росли снаружи, но у них были более высокие уровни всех других элементов, измеренных исследователями, таких как кальций и калий, а также более высокие темпы роста.
Углерод необходим растениям, составляя большую часть их «скелетов» и структур, которые улучшают удержание воды, согласно исследованию. Но влажные условия внутри тянькэна означают, что растения прекрасно обходятся с более низким уровнем углерода в своих тканях, поскольку им не нужно сохранять так много воды. Растения, растущие на поверхности, содержали больше углерода, вероятно, потому, что «лес за пределами ямы имеет высокую интенсивность света, быстрое испарение воды, плохую почву, большее вмешательство со стороны человеческой деятельности и легкую потерю почвы», - пишут исследователи.
По сравнению с поверхностными растениями, растения, растущие внутри тянькэна, имели более высокий уровень азота и фосфора, оба из которых растения извлекают из почвы. Почва на дне тянькэна содержала больше этих элементов, чем поверхностные почвы, что указывает на то, что растения усваивали их легче. Карстовая почва богата кальцием и магнием, и растения тянькэна показали гораздо более высокий уровень этих элементов, чем поверхностные растения. Они также имели более высокий уровень калия, несмотря на то, что калий был относительно редок в карстовых почвах.
Согласно исследованию, растения Тянькэн усваивают питательные вещества более легко, чем «консервативные» поверхностные растения, поскольку в тенистых глубинах карстовых воронок питательных веществ больше, а растениям необходимо расти выше.
«Питательный статус почвы в лесу Тянькэн хороший», — пишут исследователи, и растения эволюционировали, чтобы максимально использовать имеющиеся ресурсы, чтобы расти быстрее и получать больше света.
