Карстовые воронки Китая: убежище для уникальных растений

Новое исследование показало, что растения на дне гигантских карстовых воронок в Китае, обладают таким богатым питательным составом, что растут быстрее своих поверхностных собратьев и используют при этом меньше основных строительных блоков.

Карстовые воронки, известные как "тянькэн", являются одними из последних сохранившихся естественных убежищ древних лесов и могут быть домом для видов, неизвестных науке. Однако до сих пор неясно, как эти виды процветают на дне этих глубоких воронок.

Оказывается, такие растения, как лавры, крапива и папоротники, обитающие в тянькэне, процветают благодаря огромным запасам азота, фосфора, калия, кальция и магния, которые ограничивают рост растений в других местах. В тянькэне эти питательные вещества в изобилии, что позволяет растениям поглощать их и расти высокими, максимально используя солнечные лучи, которые до них доходят. Эти данные были опубликованы в Chinese Journal of Plant Ecology.

"Растения могут адаптироваться к неблагоприятным условиям окружающей среды, регулируя содержание питательных веществ", — отмечают исследователи.

На дно тянькэна достигает очень мало света. Тянькэн — это 100-метровые ямы в карстовом ландшафте юго-запада Китая. В этих глубоких ямах произрастают растения, которые предпочитают влагу и тень, включая уникальные виды, характерные только для этого региона.

"Благодаря высоким скалам и крутым склонам тянькэна, он меньше подвергался воздействию человеческой деятельности", — пишут исследователи.

Тянькэн является убежищем для современных карстовых лесных растений, таких как непальская свиная слива (Choerospondias axillaris) и китайский дождевой колокольчик (Strobilanthes cusia).

Для исследования учёные собрали образцы 64 видов растений внутри и за пределами тянькэна в уезде Лейе, в китайском регионе Гуанси. В этом уезде находится группа Дашивэй Тянькэн, геологическое чудо, состоящее из 30 карстовых воронок на площади 20 квадратных километров. Чтобы определить различия в стратегии поглощения питательных веществ и роста растений в зависимости от их среды обитания, исследователи измерили содержание углерода и питательных веществ в каждом образце.

Растения внутри тянькэна имели более низкое содержание углерода, чем те, что росли снаружи, но более высокие уровни всех других элементов, таких как кальций и калий, а также более высокие темпы роста.

Углерод необходим растениям для формирования их "скелетов" и структур, которые помогают удерживать воду. Но влажные условия внутри тянькэна означают, что растения могут обходиться с более низким уровнем углерода, поскольку им не нужно сохранять много воды. Растения на поверхности содержали больше углерода, вероятно, из-за высокой интенсивности света, быстрого испарения воды, плохой почвы и большего вмешательства человека.

По сравнению с поверхностными растениями, растения внутри тянькэна имели более высокий уровень азота и фосфора, которые они извлекают из почвы. Почва на дне тянькэна содержала больше этих элементов, что делало их усвоение более лёгким. Карстовая почва также богата кальцием и магнием, и растения тянькэна показали гораздо более высокий уровень этих элементов. Несмотря на то, что калий был относительно редок в карстовых почвах, растения тянькэна также имели более высокий уровень калия.

Исследование показывает, что растения тянькэна усваивают питательные вещества более легко, чем "консервативные" поверхностные растения, поскольку в тенистых глубинах карстовых воронок питательных веществ больше, а растениям необходимо расти выше.