Скрытые леса внутри самых глубоких карстовых воронок

В округе Лейе на юге Китая находится 30 гигантских карстовых воронок, которые в совокупности называются группой Дашивэй Тянькэн. Самая глубокая карстовая воронка в этом регионе имеет ошеломляющую глубину в 613 метров, а многие другие достигают глубины в 100 метров и более.

На местном языке эти провалы называются «тянькэнг», что переводится как небесные ямы. Геологическое значение группы Дашивэй Тянькэнг можно понять из того факта, что она вмещает 30 процентов всех известных в мире тянькэнгов.

Однако в последние годы ученые обнаружили еще один интересный аспект этих небесных ям. Они обнаружили, что, несмотря на очень малое количество света, тянькэны являются домом для древних лесов с растениями и деревьями, которые не встречаются больше нигде на планете.

«Открывшаяся там картина была ошеломляющей: подземный нетронутый лес без следов человеческой деятельности, с 40-метровыми древними деревьями и группой находящихся под угрозой исчезновения диких растений времен динозавров», — рассказал «Курьеру ЮНЕСКО» Тян Цзяньминь, ботаник из Института ботаники Гуанси, который изучает карстовые воронки и также побывал внутри одного из тянькэнов .

Многие виды растений, вымершие на поверхности, и многочисленные разновидности растительности, неизвестные человеку, каким-то образом процветают в глубинах этих небесных пещер — но что способствовало рождению и росту растений так глубоко под землей?

Ответ на этот вопрос оставался загадкой до сих пор — пока новое исследование наконец не раскрыло, что заставляет жизнь процветать в райских глубинах округа Лей.

Меньше углерода, но больше всего остального

Сяочжай Тянькэн, самая глубокая в мире карстовая воронка.
Пещеры окружены известняками, растворимыми породами, которые часто приводят к образованию подземных рек, туннелей и пещер. Когда падает крыша таких подземных сооружений, образуются большие ямы или тянькэны, достигающие сотен метров в глубину.

Чтобы подробно изучить факторы, поддерживающие рост растительности в тянькэнах, авторы исследования собрали образцы листьев 64 видов растений из 36 семейств и 55 родов. Они измерили количество углерода (C), калия (K), кальция (Ca), азота (N), магния (Mg), фосфора (P) и различных других питательных веществ в образцах.

Исследование показало, что состав питательных веществ видов, произрастающих в тянькэнах, существенно отличается от состава питательных веществ наземных растений и деревьев.

Например, «Листовые питательные вещества растений в исследуемой области имеют более низкое содержание углерода, более высокое содержание азота, фосфора, калия, кальция и магния, а также более низкие соотношения углерода к азоту и углерода к фосфору по сравнению с другими карстовыми растениями и наземными растениями в Китае», — заявили авторы исследования.

Углерод играет решающую роль в удержании воды. Поскольку растения на поверхности быстро испаряют воду, получая достаточное количество солнечного света, им также необходимо большое количество углерода для предотвращения чрезмерной потери воды.

Однако растительность в тянькэнах получает мало света, а окружающая среда под землей в основном влажная. Поэтому низкое количество углерода имеет для них смысл. Удивительно, но другие питательные вещества, такие как азот, кальций и фосфор, дефицит которых ограничивает рост растений на поверхности, в изобилии присутствуют в небесных ямах.

Растения и деревья в небесных ямах потребляют эти питательные вещества в больших количествах. Это позволяет им максимально использовать тот небольшой солнечный свет, который они получают, заставляя их быстро расти и становиться выше своих поверхностных собратьев.

«Это указывает на то, что растения в исследуемой области обладают такими характеристиками, как низкая секвестрация углерода, высокая аккумуляция питательных веществ, высокая скорость роста и низкая эффективность использования питательных веществ», — добавили авторы исследования.

Тянькэны — это убежище природы
Тянькэны служат биологическими и генетическими горячими точками, поскольку жизнь внутри них остается нетронутой человеком. Это также очевидно из того факта, что деревья, растущие в этих небесных ямах, обладают большим генетическим разнообразием, чем их поверхностные сородичи.

Например, когда ученые изучили ДНК деревьев Magnolia aromaica из карстовой воронки и сравнили ее с ДНК другого растения M. aromaca, растущего на поверхности, они обнаружили, что у дерева в Тянькэне на 23 процента больше генетического разнообразия.

Кроме того, в то время как популяция наземной M. aromatica резко сокращается , ее сородич в карстовых воронках процветает.

Это указывает на то, что «район Тянькэн служит убежищем для находящихся под угрозой исчезновения растений и примитивных лесных экосистем, а также обеспечивает естественный банк зародышевой плазмы биоразнообразия», — сказал Цзяньминь. Он не принимал участия в текущем исследовании.

Небесные ямы также превращаются в туристические достопримечательности из-за их природной красоты и разнообразной среды, которая их окружает. Это не всегда хорошее развитие, поскольку оно часто может нанести серьезный ущерб этим чувствительным местообитаниям.

«Например, в 2018 году развитие живописного места Тянькэн в Дашивэе привело к серьезному ущербу биоразнообразию в близлежащем Байдунтянькэне, включая вырубку и уничтожение находящихся под угрозой исчезновения растений», — добавил Цзяньминь.

Поэтому экологи и местные власти должны принять надлежащие меры, чтобы обеспечить защиту нетронутых мест обитания, таких как группа Дашивэй Тянькэн, любой ценой. В конце концов, эти карстовые воронки, вероятно, являются одними из последних оставшихся убежищ природы.

Исследование опубликовано в китайском журнале экологии растений.