Қарағайлы орманда жер астында қандай үдерістер жүреді және ағаш топырақ құрамындағы минералдардан өзіне қажетті элементтерді қалай алады? Ғалымдар бұл сұрақтардың жауабын орман экожүйелерін зерттейтін халықаралық жобаның зерттеу алаңдарының біріне айналған «Бурабай» ұлттық паркінде іздеуде.
Парктің қарағайлы ормандарында EuAsiaN-ROOT халықаралық жобасы аясындағы далалық эксперимент жалғасуда. Жобаға қатысушылар ағаштар, олардың тамырлары, топырақ пен микроорганизмдер, ең алдымен микоризалық саңырауқұлақтар арасындағы өзара байланысты зерттейді.
Жоба Еуропа мен Азияның ғылыми-зерттеу ұйымдарын біріктіріп, Оңтүстік-Шығыс Азияның тропиктік ормандарынан бастап климаты шұғыл континенттік Орталық Азия ормандарына дейінгі кең ауқымды климаттық белдеулерді қамтиды. Ғалымдар климат пен топырақ қасиеттерінің орманның «жерасты тіршілігіне» және ағаштардың қоректік заттарды сіңіру қабілетіне қалай әсер ететінін анықтау үшін әртүрлі елдерде салыстырмалы зерттеулер жүргізуде. EuAsiaN-ROOT жобасы Еуропалық одақтың Horizon Europe бағдарламасы аясындағы Marie Skłodowska-Curie Actions бастамасының қолдауымен жүзеге асырылуда.
Бурабай мұндай зерттеу үшін ерекше қызығушылық тудырады. Мұнда топырақтың, жер бедерінің және ылғалдану жағдайларының әртүрлі типтері ұштасқан. Бұл қарағайлы ормандағы бірдей табиғи үдерістердің түрлі жағдайда қалай жүретінін бақылауға мүмкіндік береді.
Зерттеудің негізгі нысандарының бірін қарапайым келушінің байқауы іс жүзінде мүмкін емес. Ол – микориза, яғни ағаш тамырлары мен саңырауқұлақтардың өзара тиімді байланысы. Саңырауқұлақтардың өте жіңішке жіпшелері – гифалар ағаш тамырлары жете алмайтын жерлерге еніп, минералдық элементтерді алуға қатысады. Ал оның орнына саңырауқұлақтар өсімдіктен органикалық қосылыстар алады. Ағаштарды қоректік заттармен қамтамасыз етудегі микоризалық саңырауқұлақтардың рөлін зерттеу – жобаның негізгі міндеттерінің бірі.
Осы үдерісті зерттеу үшін «Бурабай» МҰТП Ғылым, ақпарат және экологиялық мониторинг бөлімінің мамандары Ганновердегі Лейбниц университетінің зерттеушілерімен бірлесіп, ерекше далалық эксперимент жүргізді.
Эксперименттік алаңдардағы топыраққа минералдар – мусковит, апатит және гётит салынған арнайы торлы қапшықтар орналастырылды. Тор көздерінің мөлшері ағаш тамырлары қапшықтың ішіне өте алмайтындай, ал олардан әлдеқайда жіңішке саңырауқұлақ гифалары еркін ене алатындай етіп таңдалған.
Осылайша ғалымдар жер астында өзіндік «бақылау нүктесін» жасады. Белгілі бір уақыт өткеннен кейін үлгілерді топырақтан алып, саңырауқұлақтардың минералдарға жеткен-жетпегенін, олардың беткі қабатымен қалай әрекеттескенін және биологиялық үгілу іздерін қалдырған-қалдырмағанын анықтауға болады.
Мұны зерттеудің маңызы неде? Минералдардың құрамында ағаштарға қажетті элементтер бар, алайда өсімдіктер оларды әрдайым тікелей сіңіре алмайды. Бұл үдерісте микроорганизмдер мен микоризалық саңырауқұлақтар көмектесіп, топырақтағы қоректік элементтердің босап шығуына ықпал етеді. Ғалымдар осы жүйенің қалай жұмыс істейтінін және оның орманның қоршаған ортадағы өзгерістерге төзімділігін сақтауға қалай көмектесетінін анықтауды көздейді.
Эксперимент 2025 жылдың жазында басталды. Ұлттық парк мамандары неміс зерттеушілерімен бірлесіп зерттеу әдістемесін талқылады. Одан кейін «Бурабай» МҰТП қызметкерлері көпжылдық бақылаулар мен аумақты терең білу негізінде зерттеуге қолайлы учаскелерді анықтады. Эксперимент әртүрлі қарағай екпелеріндегі қолданыстағы фенологиялық алаңдарда жүргізілді.
Бір жылдан кейін, 2026 жылғы тамызда, зерттеушілер эксперименттік үлгілердің алғашқы сериясын топырақтан алып шықты. Сонымен қатар топырақ пен қарағай қылқанының үлгілері алынды. Енді ғалымдар минералдардың бетінде жүрген үдерістерді топырақ пен қылқанның химиялық құрамымен салыстырады.
Үлгілер Ганновердегі Лейбниц университетінің зертханаларында заманауи микроскопиялық және биогеохимиялық әдістердің көмегімен зерттеледі. Ғалымдар минералдардың бетінде саңырауқұлақтар мен бактериялардың қоныстану белгілерін, саңырауқұлақ гифаларының минералдармен жанасу іздерін және биологиялық үгілу белгілерін іздейді.
Зерттеу Бурабайда алынған деректерді Еуразияның өзге табиғи-климаттық жағдайларында алынған нәтижелермен салыстыруға мүмкіндік береді. EuAsiaN-ROOT халықаралық жобасы 2028 жылдың соңына дейін жалғасады.
«Бурабай» МҰТП үшін бұл жобаға қатысу – көпжылдық бақылаулар нәтижесімен бөлісуге және орманның топырақтан қоректік заттарды қалай алатынын, сондай-ақ климат пен қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне қалай бейімделетінін тереңірек түсінуге мүмкіндік береді.
