“Wiele badań, również moich, wskazuje na to, że drzewa są dość istotnym czynnikiem rzeźbotwórczym (biogeomorfologicznym). Przykładowo, gdy drzewo zostaje powalone przez silny wiatr, wraz z jego korzeniami na powierzchnię stoku wyrzucona zostaje pewna część materiału glebowego, co prowadzi do zaburzenia powierzchni – powstają zagłębienia i kopce. Takie formy można spotkać nawet w miejscach, gdzie las był obecny kilka tysięcy lub kilkaset lat temu, a obecnie jest tam jedynie polana górska. Przykłady znane są z Alp, ale też z pasma Gorców w Beskidach” – tłumaczył PAP dr hab. Łukasz Pawlik z Wydziału Nauk Przyrodniczych UŚ.

Naukowiec jest biogeomorfologiem, czyli zajmuje się wpływem organizmów żywych na procesy powierzchniowe oraz formami rzeźby o genezie biotycznej. Kieruje też rozpoczynającym się właśnie projektem pt. “Drzewa jako biogeomorfologiczny czynnik przemiany ekosystemów – wietrzenie biologiczne, inicjalny rozwój gleb i formowanie rzeźby stoku pod wpływem korzeni drzew, bakterii ryzosferycznych i grzybów mikoryzowych”, dofinansowanym z Narodowego Centrum Nauki.

Badania te skupiają się na rzeźbotwórczej roli korzeni drzew, a konkretniej na tym, jak korzenie drzew np. podczas rozrastania się wpływają na proces wietrzenia (rozpadu) skał, zarówno pod kątem biomechanicznym, jak i biochemicznym.

“Zakładamy, że korzenie drzew są w stanie penetrować spękaną skałę podłoża i poszerzać spękania, czyli że de facto w bardzo małej, ale też długotrwałej skali mogą przyczyniać się do rozpadu skały w wyniku wietrzenia biomechanicznego. Do tego musimy jeszcze dodać przemiany biochemiczne, związane z penetracją spękań przez wody opadowe, ale również działanie mikroorganizmów, takich jak bakterie glebowe i grzyby mikoryzowe, żyjące w symbiozie z drzewami” – mówił Pawlik.

Fot. archiwum prywatne Łukasz Pawlik

Naukowcy będą badać efekty wietrzeniowe w wielu lokalizacjach w Beskidzie i Sudetach poprzez analizy miejsc, w których drzewo wrasta w spękania skalne i porównanie tego z miejscami wychodni podłoża geologicznego, niezajętych przez drzewa.

“Planujemy analizy geochemiczne, glebowe, mikrobiologiczne, geofizyczne i dendrogeomorfologiczne. Pomiędzy wieloma chemicznymi i fizycznymi wskaźnikami wietrzenia biologicznego będziemy szukać silnych relacji, aby udowodnić lub wykluczyć istotny wpływ systemów korzeniowych różnych gatunków drzew na procesy wietrzeniowe” – wskazał badacz. Analizowane będą też cechy anatomiczne korzeni drzew, które mogą świadczyć o wietrzeniu biomechanicznym podłoża skalnego.

Zdaniem Pawlika, wyniki tych badań mogą być wykorzystane, oprócz naukowców, m.in. przez konserwatorów zabytków. “Przez wiele lat jedyną funkcją przypisywaną korzeniom drzew była stabilizacja stoków i ochrona gleb, ale naszym zdaniem mogą one również wpływać na niszczenie podłoża geologicznego. Przykładem może być świątynia Angkor Wat w Kambodży – miejsce przez lata zapomniane przez człowieka, które zostało porośnięte przez las i gdzie wielkie korzenie drzew wrastały i wrastają w ściany budynków tej świątyni. Chcielibyśmy więc przestrzec osoby zajmujące się konserwacją zabytków, do czego może doprowadzić zbytni rozwój systemów korzeniowych drzew w pobliżu lub obrębie konstrukcji zabytków” – mówił.

Dzięki wynikom swych badań naukowcy chcą również wyjaśnić procesy odpowiedzialne za szybkie zaadoptowanie i rozprzestrzenienie się ekosystemów leśnych w dewonie, czyli okresie sprzed 360 mln lat.

“Sukces ten, jak sugerują nieliczne badania, mógł mieć związek z pozytywnym sprzężeniem zwrotnym pomiędzy zdolnością systemów korzeniowych do wietrzenia biologicznego podłoża, tworząc w ten sposób substrat do rozwoju gleb. Dalszą konsekwencją tego była powolna ekspansja drzew w środowisku lądowym, co mogło się przyczynić do dużego spadku dwutlenku węgla w powietrzu (poprzez jego pochłanianie przez drzewa), a to z kolei mogło zapoczątkować kolejną epokę lodową z końcem paleozoiku. Jednak sam mechanizm stojący za ekspansją drzew w środowisku lądowym w dewonie wciąż czeka na definitywne wyjaśnienie. Liczymy, że głównym jego czynnikiem było wietrzenie biomechaniczne i biochemiczne, co postaramy się wykazać” – podkreślił Pawlik.

W skład zespołu badawczego wchodzą naukowcy z Polski (Uniwersytet Śląski w Katowicach, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie oraz Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach), Czech i Stanów Zjednoczonych. Projekt potrwa do końca 2022 r.

PAP – Nauka w Polsce, Agnieszka Kliks-Pudlik