Hlboké korene stromov môžu urýchľovať znečistenie podzemnej vody aj pod ílovými vrstvami

Výskum z Dánska ukazuje, že hlboké korene stromov môžu narušiť prirodzenú ochranu podzemnej vody pod ílovitými glaciálnymi vrstvami. Vedci zistili, že hlboké praskliny v týchto vrstvách zvyčajne nevedú rozpustené znečisťujúce látky, no situácia sa mení, ak ich pretínajú kanály vytvorené modernými alebo dávnymi koreňmi stromov. Práve tie môžu otvárať cestu znečisteniu smerom k zásobám pitnej vody.

Snímka zobrazuje: Deep tree roots at risk of accelerating groundwater pollution beneath clay-rich aquitards.

Zdroj: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42209478/

Skúmané vrstvy, takzvané glaciálne aquitardy z obdobia posledného pleistocénneho zaľadnenia, pokrývajú rozsiahle časti severnej pologule. Pre vysoký obsah ílu sa tradične považujú za účinnú bariéru, ktorá chráni podložné zvodnené vrstvy pred kontamináciou z povrchu. Táto ochrana však platí len dovtedy, kým vrstvu nenarúšajú vhodné cesty pre prúdenie vody a rozpustených látok.

Autori spojili analýzu ancient DNA (aDNA) s podrobnými hydrologickými metódami a sledovali, ako sa znečistenie môže v aquitardoch presúvať. Podľa ich výsledkov sú hlboké praskliny viac než dva metre pod povrchom naprieč Dánskom uzavreté alebo len okrajovo významné pre transport rozpustených kontaminantov. Výnimkou sú miesta, kde sa v nich nachádzajú prietokové kanály spojené s hlbokými koreňmi stromov.

Praktický význam je priamy: samotná ílovitá vrstva nemusí byť dostatočnou zárukou ochrany zdrojov pitnej vody. Ak korene v minulosti alebo dnes prenikli hlboko do podložia, mohli vytvoriť makropóry a otvoriť praskliny, ktorými sa znečistenie šíri rýchlejšie, než by sa pri kompaktnom íle očakávalo.

Autori preto upozorňujú, že pred zalesňovaním a obnovou lesov nad územiami so zdrojmi pitnej vody treba venovať veľkú pozornosť histórii využívania krajiny aj staršiemu a súčasnému znečisteniu pôdy. Zvlášť dôležité je to tam, kde sú aquitardy tenšie než historická hĺbka zakoreňovania alebo kde majú pestré zloženie súvisiace s rôznymi typmi glaciálnych tillov.

Čo sú glaciálne aquitardy a prečo sa považujú za ochrannú bariéru

Glaciálne aquitardy sú slabo priepustné vrstvy, často bohaté na íl, ktoré vznikli v súvislosti s dávnym zaľadnením. Vo všeobecnosti sa berú ako prirodzená prekážka medzi povrchom a hlbšími zásobami podzemnej vody. Práve preto sú v mnohých oblastiach severnej pologule dôležitou súčasťou ochrany pitnej vody.

Vo všeobecnom hydrologickom kontexte platí, že ílovité materiály prepúšťajú vodu aj rozpustené látky pomalšie než hrubozrnné sedimenty. Ak je však vrstva porušená trhlinami, koreňovými kanálmi alebo inými makropórmi, voda môže obchádzať jemnú matricu a postupovať podstatne rýchlejšie.

Ako vedci spojili hydrológiu a ancient DNA

Autori opisujú interdisciplinárny prístup, ktorý kombinuje ancient DNA s detailnými hydrologickými technikami. Práve toto spojenie im umožnilo lepšie rozlíšiť, ktoré cesty v podloží súvisia s dávnymi alebo súčasnými koreňmi a ktoré praskliny ostávajú z pohľadu transportu kontaminantov málo významné.

Takýto prístup je dôležitý preto, že samotná prítomnosť praskliny ešte neznamená automaticky vysoké riziko pre podzemnú vodu. Rozhodujúce je, či je prasklina skutočne napojená na dráhy, ktorými môže prúdiť voda. Práve koreňové kanály sa podľa výsledkov ukazujú ako podstatný rozdiel.

Prečo sú hlboké korene stromov problémom pre podzemnú vodu

Výskum naznačuje, že hlboké korene stromov môžu otvárať praskliny a vytvárať hlboké makropóry. Tým oslabujú prirodzenú tesniacu funkciu ílovitých vrstiev. Následkom môže byť rýchlejší presun rozpustených znečisťujúcich látok z povrchu do väčšej hĺbky.

V širšom zmysle to znamená, že vegetácia nemusí mať na vodné zdroje iba priaznivý vplyv. Stromy sú pre krajinu dôležité, no v citlivých hydrogeologických podmienkach môže ich zakoreňovanie zároveň vytvárať nečakané cesty pre kontamináciu. Samotná prítomnosť lesa preto ešte nehovorí nič o miere ochrany podzemnej vody.

Čo to znamená pre zalesňovanie a ochranu zdrojov pitnej vody

Autori priamo zdôrazňujú potrebu hodnotiť históriu využívania územia pred zalesňovaním či obnovou lesa nad oblasťami, ktoré chránia zásoby pitnej vody. Ak sa v pôde nachádza staré znečistenie alebo hrozí budúca kontaminácia, hlboké korene môžu vytvoriť cestu, ktorou sa problém prenesie nižšie do podložia.

Z hľadiska plánovania krajiny je podstatné aj to, že nie všetky aquitardy poskytujú rovnakú mieru ochrany. Rizikovejšie môžu byť miesta s menšou mocnosťou týchto vrstiev a oblasti s výraznou litologickou rôznorodosťou. To je všeobecne dôležité pre správu území nad zdrojmi pitnej vody, aj keď konkrétne opatrenia musia vychádzať z miestnych podmienok.

Čo ešte zostáva otvorené

Štúdia ukazuje mechanizmus, ktorému treba venovať väčšiu pozornosť, no sama neznamená, že každý ílovitý aquitard pod lesom automaticky zlyháva. Výsledky hovoria o konkrétnom type rizika a zdôrazňujú význam miestnych geologických pomerov, hrúbky vrstiev a histórie zakoreňovania.

Ďalší výskum bude dôležitý najmä pre posúdenie toho, ako rozšírený je tento jav v iných regiónoch severnej pologule a v akých podmienkach predstavuje najväčšie riziko. Pre vodohospodárov a plánovačov krajiny je už teraz podstatné, že pri ochrane pitnej vody nestačí sledovať len zloženie podložia, ale aj biologické a historické zásahy, ktoré ho mohli dlhodobo zmeniť.

Zdroj: PubMed Research

Pôvodný článok: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42209478/