Ученый из Канады на международном симпозиуме в ТПУ: по годовым кольцам можно узнать, как азот влияет на леса

| 523

Мартин Савард (индекс Хирша 34,43), руководитель лаборатории стабильных изотопов (Delta Lab) Геологической службы Канады выступила с докладом на первой Международной конференции IAGC (IAGC — Международная ассоциации геохимии) в Томском политехническом университете. Во время своего выступления она рассказала об исследовании в области накопления азота в деревьях в районах с высокой антропогенной нагрузкой. В результате канадским ученым удалось не только проследить за процессом того, как азот из почвы и воздуха попадает в деревья, но и систематизировать методы, пользоваться которыми смогут и другие исследователи.

Напомним, что конференция объединила сразу два значимых события в научном мире. Это 16-й Международный симпозиум по взаимодействию воды с горными породами — один из крупнейших симпозиумов в этой области — и 13-й Международный симпозиум по прикладной изотопной геохимии.

Так, на ней с докладом по теме «Антропогенный азот — глобальная проблема, рассматриваемая в региональном масштабе через призму стабильных изотопов» выступила Мартин Савард, Ph.D. Азот является одним из основных элементов, играющих заметную роль в природе, однако, если он накапливается в больших количествах, это может оказать разрушительное действие. Кроме того, важно понимать, какой объем азота остается в природной среде в результате техногенных процессов, а также то, как именно этот фактор изменяется со временем. Подобными исследованиями занимаются разные группы ученых, акцентируя внимание, например, на кораллах или ледниках. При этом, по словам ученого, не существует так называемой архивной системы, позволяющей отслеживать изменения в накоплении азота и его соединений, основанной на данных про деревья.

«При этом деревья покрывают значительную часть суши. В том числе и большая часть Канады покрыта лесом, деревья, в котором, благодаря своему возрасту, является аккумуляторами азота. Для своего исследования мы выбрали определенный тип дерева, чтобы добиться более точных результатов. Это канадская ель — очень распространенный вид»,

— говорит Мартин Савард.

Добавим, для исследования была выбрана канадская провинция Альберта — промышленная зона, где производится поверхностная добыча нефти из нефтеносных песчаников и действуют теплоэлектростанции, работающие на угле. Это, уточняет эксперт, регион страны, где наблюдается рост выбросов азота в атмосферу. Тогда как на других территориях Канады обстановка за последние 20 лет стабилизировалась. Во время исследований ученые тщательно отбирали как площадку, так и деревья, с которых брали образцы. Так, исследователи работали с двумя территориями, подвергшимися антропогенному загрязнению: зоной нефтеносных песчаников и электростанции, работающей на угле. А деревья должны были отвечать ряду ключевых параметров: должны было быть старым, доминантным и расти на хорошо увлажненной почве.

«На подходящих нам площадках мы отбирали 30 деревьев, которые предварительно изучали специалисты по дендрогеохимии. Затем, из 30 мы выбирали только 3 дерева. Но работа не основывалась лишь на образцах с елей, так как цикл, который проходит азот, затрагивает и воздух, и почву, и микроорганизмы. И существуют исследования, которые концентрируются на какой-то одной области, а вот системного анализа ранее не проводилось. В своей работе мы поставили задачу, понять в деталях, как проходит этот цикл», — подчеркивает Мартин Савард.

Чтобы добиться точных результатов, ученые анализировали воздушные массы, почву вокруг деревьев, их годовые кольца, корни, а также микроорганизмы, которые находятся в данной среде.

«Игнорировать микроорганизмы, например, различные бактерии, грибы, мы не могли, так как этот симбиоз — часть цикла, который проходит азот. Фактически, дерево получает азот именно от микроорганизмов. Кроме того, при изучении почвы мы использовали очень сложный протокол исследований, позволяющий нам отделить только тот азот, который действительно попадает в дерево, чтобы в дальнейшем изучать только изотопы азота, участвующего в пищевой цепочке. Получая необходимые образцы в течение довольно длительного времени, мы смогли отследить процесс в ретроспективе, понять, как именно менялось содержание азота», — поясняет эксперт.

В итоге ученым удалось выяснить, что, то количество азота, которое фиксируется сейчас в Канаде, оказывает положительный эффект на развитие леса. Также исследователи получили важный механизм, позволяющий контролировать процесс в дальнейшем. Кроме того, методология может быть использована и в других сферах.

«Ключевым результатом нашего исследования стал системный ретроспективный анализ изменений азотного цикла в лесах с использованием образцов воздуха, почвы, микроорганизмов, корней и древесных колец. Нам удалось добиться системности, которой раньше не было.

Кроме того, мы разработали новые протоколы по сбору и анализу образцов, которые можно будет использовать в сельском хозяйстве, для изучения влияния антропогенных факторов на загрязнение почвы, в экологии, чтобы оценить, например, состояние лесов после пожаров», — говорит Мартин Савард.