Исследователи в Японии обнаружили, что чем выше растут японские черные сосны (Pinus thunbergii) вдоль побережья, тем глубже их корни проникают в землю. Деревья с глубже укоренившейся системой более устойчивы к повреждениям от цунами и сильных ветров. Их выводы предполагают, что устойчивость прибрежных деревьев P. thunbergii может быть улучшена путем стимулирования глубокого роста корней, особенно у низкорослых деревьев. Исследование было опубликовано в Journal of Forest Research.
Многие деревья P. thunbergii были посажены в прибрежных лесах Японии, потому что они устойчивы к соли и могут расти в песчаных почвах, содержащих недостаточное количество питательных веществ. Деревья P. thunbergii очень устойчивы к цунами, сильным ветрам и пылевым бурям, так как их крепкие корни растут прямо вниз и глубоко. Такие деревья должны обеспечивать защиту домам и полям от стихийных бедствий.
Во время Великого восточнояпонского землетрясения в 2011 году деревья P. thunbergii вдоль побережья сыграли важную роль в подавлении силы волн и мусора, переносимого цунами. Однако несколько деревьев P. thunbergii, чьи корни не проникли достаточно глубоко, были серьезно повреждены и смыты.
“Если мы сможем оценить, насколько глубоко выросли корни деревьев, не выкапывая их, мы сможем легко понять, какие деревья менее устойчивы к бедствиям,” – сказал профессор Ясухиро Хирано из Университета Нагоя, первый автор исследования. “Поэтому наша команда попыталась выяснить, помогают ли характеристики надземных частей деревьев P. thunbergii и характеристики почвы вокруг них оценить их максимальную глубину корней.”
Исследовательская группа под руководством Хирано, доцента Токо Тэникавы и их коллег сначала выкопала корни деревьев P. thunbergii на побережье префектуры Айти, Япония, чтобы измерить максимальную глубину корней и проанализировать характеристики надземной части деревьев и почвы вокруг них. Для изучения структур корневой системы на месте было сделано 700 цифровых фотографий каждого дерева с разных angles сразу после выемки, что устранило необходимость транспортировки образцов в лабораторию.
В лаборатории исследователи проанализировали взаимосвязь между максимальной глубиной корней, измеренной в поле, и характеристиками надземной части деревьев и почвы вокруг них. Они обнаружили, что по мере роста деревьев P. thunbergii их корни растут глубже. Эта связь также была согласована с результатами предыдущих исследований на 43 деревьях P. thunbergii, собранных в Японии.
Исследователи также создали трехмерные структуры корневой системы на основе цифровых фотографий, сделанных в поле. “Мы создали не только поверхностные модели, но и цельные модели корневой системы, что позволило нам непрерывно оценивать сумму площади сечений корней на любой глубине,” – добавил Хирано.
Их результаты предполагают, что более низкие деревья P. thunbergii с большей вероятностью могут упасть, поскольку их корни не проникли достаточно глубоко, чтобы удерживать их в сильные ветры или при очень больших волнах. “Высокий уровень грунтовых вод близко к побережью и твердая почва, как считается, препятствуют глубокому росту корней,” – отметил Хирано. “Поэтому, если, например, мы поможем улучшить дренаж для высоких грунтовых вод или смягчим почву специально для низкорослых деревьев P. thunbergii, мы можем улучшить потенциал смягчения последствий стихийных бедствий с помощью прибрежных лесов P. thunbergii“.
