الغابات تفقد النيتروجين بطريقة مثيرة للدهشة
حتى خلال فترات الجفاف فى الصيف، تظل بعض المساحات من التربة في مستجمعات المياه التي تغطيها الغابات مغمورة بالمياه. وقد اكتشف الباحثون أن هذه المساحات تعمل كبقع ساخنة من النشاط الميكروبي التي تعمل على إزالة النيتروجين من المياه الجوفية وإعادته إلى الغلاف الجوي مرة أخرى، كما ورد في البحث المنشور في دورية الاكاديمية الوطنية للعلوم خلال شهر نوفمبر 2014.
النيتروجين هو من المغذيات البالغة الأهمية لنمو النباتات في الغابة، ونزع النتروجين يزيل هذه المواد الغذائية من النظام البيئي مما يقلل من نمو وإنتاجية الغابات. يساهم هذا البحث فى فهم أفضل لكيفية ومكان معالجة النيتروجين في البيئة. يعتبر النيتروجين من العناصر الغذائية التي غالبا ما تؤثر فى معدلات نمو النبات، ولكن دورة ومصير النيتروجين في الغابات كان من الصعب تتبعه، وخصوصاً عندما يفقد في شكل غازي.
أضافت سارة وكسلر، التي قادت فريق البحث، أن هذه الدراسة سوف تمكن من فهم أفضل لمصير النيتروجين في الغابات". أجري البحث في هوبارد بروك الغابة التجريبية بمنطقة الجبال البيضاء فى نيو هامبشاير، حيث يتراكم بالغلاف الجوى 5-7 باوند من النيتروجين / فدان سنويا.
قدر فريق البحث تركيز النترات ، وهى أحد أشكال النيتروجين سريع الانتقال والتفاعل في البيئة، في مواقع متعددة بأنحاء الغابة، وتحديد ما إذا كانت النترات هى نتيجة التراكم في الغلاف الجوي أو ناتجة من عملية النترجة nitrification. وتقول وكسلر "تمكن الباحثون من تمييز مصادر النترات وتبين أن بعضها فقد في الغلاف الجوي من خلال تتبع النترات على المستوى الذري باستخدام النظائر المستقرة.
وتقول وكسلر "تركيب نظائر النيتروجين والأكسجين في النترات توفر وسيلة طبيعية لتتبع تفاصيل دورة النيتروجين بشكل مباشر. العثور على أدلة النظائر لنزع النيتروجين denitrification في المياه الجوفية الضحلة في الصيف، والتى لم تصرف فى النهر، قد يفسر على حد سواء إنخفاض تركيز النيتروجين فى مياه النهر ولماذا لم يشاهد عملية نزع النتروجين في النهر نفسه.
أكد الباحثون على أهمية نزع النتروجين في بقع المياه الجوفية الضحلة، من مستجمعات المياه التي تغطيها الغابات المعتدلة. يقول المؤلف المشارك كيفين ماجواير "إن أهمية هذه البقع المتناثرة لدورة النيتروجين لم يتم يقديره بشكل صحيح قبل هذه الدراسة". يترسب معظم النيتروجين بواسطة الأمطار، وتستقبل الغابات المعتدلة النيتروجين من الغلاف الجوي بكميات أكبر بكثير مما تصبه فى الأنهار. بمجرد أن يتحرر النيتروجين من الغابة في تيار النهر، يصبح مصدر ملوث للمياه.
فهم مصير هذا النيتروجين قد يشكل تحدياً بسبب أن التخلص من النتروجين الغازي في الغلاف الجوي هو من الصعوبة بمكان لقياسه. تغير المناخ، خاصة الزيادة في هطول الأمطار يمكن أن يزيد من تكون بقع المياه في الغابة. وبالتالي تغير المناخ يمكن أن يزيد من تقليل النتروجين وآثاره النتائج السلبية على نمو الغابات والإنتاجية وفى نفس الوقت يكون له أثار إيجابية على نوعية المياه.