Омбротрофный («питаемый облаками»), от древнегреческого ὄμβρος ( ómvros ), что означает «дождь» и τροφή ( trofí ), что означает «пища»), относится к почвам или растительности, которые получают всю свою воду и питательные вещества из осадков , а не из ручьев или источников. Такие среды гидрологически изолированы от окружающего ландшафта, и поскольку дождь кислый и очень беден питательными веществами , они являются домом для организмов, устойчивых к кислым, бедным питательными веществами средам. Растительность омбротрофных торфяников часто представляет собой болота , в которых преобладают сфагновые мхи. Гидрология этих сред напрямую связана с их климатом , поскольку осадки являются источником воды и питательных веществ, а температура определяет, как быстро вода испаряется из этих систем. [1]
Омбротрофные условия могут возникать даже в ландшафтах, состоящих из известняка или других богатых питательными веществами субстратов – например, в районах с большим количеством осадков известняковые валуны могут быть покрыты кислой омбротрофной болотной растительностью. Эпифитная растительность (растения, растущие на других растениях) является омбротрофной.
В отличие от омбротрофных сред, минеротрофные среды — это те, где водоснабжение осуществляется в основном из ручьев или источников. Эта вода протекает по или через скалы, часто приобретая растворенные химикаты, которые повышают уровень питательных веществ и снижают кислотность, что приводит к различной растительности, такой как низинные болота или бедные низинные болота .
В большинстве случаев омбротрофные болота чрезвычайно бедны питательными веществами, полагаясь исключительно на осадки и атмосферную пыль для обеспечения питательными веществами. Этот дефицит является ключевой характеристикой этих экосистем. Однако, хотя омбротрофный торф разлагается медленно, некоторое высвобождение питательных веществ все же происходит. Например, такие микроэлементы, как цинк (Zn), медь (Cu) и марганец (Mn), легко мобилизуются. Кроме того, присутствие более требовательных к питательным веществам видов в дренажных каналах, дренирующих области омбротрофных болот, предполагает удаление питательных веществ из этих экосистем. [2]
Растительность в омбротрофных болотах приспособлена к выживанию в условиях с недостатком питательных веществ, при этом мох сфагнум играет решающую роль в его круговороте питательных веществ и удержании. Добавление дополнительных питательных веществ и его воздействие на растительность и круговорот углерода может повлиять на омбротрофное болото. Повышенное осаждение атмосферного азота (N) является серьезной проблемой в северных экосистемах, которые обычно ограничены в питательных веществах. Некоторые исследования показывают, что осаждение N может увеличить потенциал поглощения углекислого газа (CO2) экосистемами за счет стимулирования продуктивности растений. Высокие уровни осаждения N в Европе привели к изменениям в видовом составе растений на торфяниках и в тундре , с задокументированным увеличением биомассы сосудистых растений и уменьшением обилия мхов , особенно рода Sphagnum . Этот мох имеет решающее значение в болотах из-за его способности поглощать и удерживать влагу и питательные вещества из атмосферы, а также замедлять рост сосудистых растений, тем самым способствуя секвестрации углерода (C) . Атмосферное осаждение N в Северной Америке ниже, чем в Европе. Исследования бореальных торфяников в Канаде выявили положительную корреляцию между влажным отложением N и накоплением C, но неясно, сохранится ли эта закономерность при более высоких уровнях отложения N. При более теплом и сухом климате , без эффекта отложения N, болотные сообщества в Канаде, вероятно, изменятся и могут стать более слабыми поглотителями C или даже источниками C. [3]
Омбротрофные болота также были оценены на предмет их использования в качестве архивов атмосферного осаждения ртути . Это включает в себя изучение твердофазного распределения ртути и других металлов в болоте для понимания процессов постдепозитационного переноса и неподвижности осажденных микроэлементов. Было обнаружено, что ртуть (Hg) и свинец (Pb) неподвижны в омбротрофном торфе, что указывает на то, что их распределение может быть использовано для определения временных изменений в осаждении и предполагает, что омбротрофные болота могут служить надежными записями исторического атмосферного осаждения ртути. Историческое атмосферное осаждение ртути в Арльбергском болоте, Миннесота , постепенно увеличивалось после середины 1800-х годов, достигло пика между 1950 и 1960 годами и, возможно, впоследствии снизилось. Уровни доиндустриального осаждения оценивались примерно в 4 мкг/м 2 в год, в то время как недавние уровни осаждения составляли примерно 19 мкг/м 2 в год. На отложение ртути в болоте Арльберг, по-видимому, повлияли как региональные, так и/или локальные источники, что подчеркивает сложную природу атмосферных моделей отложения и необходимость учитывать множество факторов при изучении отложения металлов в омбротрофных болотах. [4]
Однако, несмотря на их значимость в качестве источников топлива и садового торфяного мха, еще многое предстоит узнать об экологических и биогеохимических процессах омбротрофных болот. Химический анализ профилей торфа мог бы пролить свет на этот аспект, но собранные до сих пор данные не были достаточными для такого анализа. Одной из главных проблем является нечастые интервалы отбора проб и отсутствие химических данных о поверхностном торфе или достаточной информации об условиях среды обитания . Хотя некоторое высвобождение питательных веществ происходит в омбротрофном торфе, существует значительный пробел в понимании скорости и глубины высвобождения элементов и того, как изменяется подвижность в этих экосистемах. Поэтому, несмотря на признание их важности, омбротрофные болота остаются относительно недостаточно изученными , что подчеркивает необходимость дальнейших исследований для заполнения этих пробелов в знаниях и получения всестороннего понимания их экологических процессов. [2]
