ป่าได้รับผลกระทบจากฝนกรดอย่างไร?

ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นหลักฐานความเสียหายของต้นไม้จากฝนกรดและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ในป่าดำของเยอรมนี ครั้งแรกที่เรียกว่า Waldsterben หรือการตายของต้นไม้ ปรากฏการณ์นี้สร้างความเสียหายให้กับต้นไม้เกือบครึ่งหนึ่งของทั้งหมดในป่าดำภายในปี 1990 ฝนกรดเป็นอันตรายต่อสัตว์ป่า และแม้ว่าการศึกษาการตกตะกอนของกรดส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่สัตว์น้ำ แต่ป่าไม้ก็ไม่ได้รับผลกระทบจากฝนกรด

ฝนกรด เป็นคำทั่วไปสำหรับการตกตะกอนที่เป็นกรด ซึ่งหมายความว่าคำจำกัดความของฝนกรดรวมถึงฝน หิมะ หมอก ลูกเห็บและ/หรือฝุ่นที่มีสารประกอบที่เป็นกรด สารประกอบที่เป็นกรดเหล่านี้มักเป็นกรดไนตริกหรือกรดซัลฟิวริก

ฝนกรดเกิดขึ้นเมื่อ SO2 (ซัลเฟอร์ไดออกไซด์) หรือ NOx (ไนตรัสออกไซด์ทุกรูปแบบ) เข้าสู่บรรยากาศ ซึ่งมักจะเกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง การปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม โรงกลั่นน้ำมัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเครื่องจักร/การผลิตอื่นๆ ที่มนุษย์สร้างขึ้น สิ่งเหล่านี้รวมกับน้ำและก๊าซในชั้นบรรยากาศอื่น ๆ เพื่อขูดกรดซัลฟิวริกและไนตริกภายในฝนที่ตกลงมาจากชั้นบรรยากาศ

แหล่งที่มาของการปล่อยก๊าซเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องอยู่ใกล้กันเพื่อทำให้เกิดฝนกรด: ลมและน้ำ กระแสน้ำสามารถนำพาสารมลพิษเหล่านี้ไปทั่วโลกและทำให้เกิดการตกตะกอนของกรดในที่ห่างไกล ค่า pH ของการตกตะกอนของกรดมักจะอยู่ระหว่าง 4.2 ถึง 4.4 (ในขณะที่น้ำ/ฝนมักจะใกล้เคียงกับ pH เป็นกลางที่ 7)

ในช่วงฝนตก น้ำบางส่วนจะซึมเข้าสู่ดินป่า เมื่อปริมาณน้ำฝนเป็นกรดก็อาจทำให้ความเป็นกรดของดินเพิ่มขึ้นได้ ดินบางชนิดมีความสามารถในการบัฟเฟอร์ตามธรรมชาติ ซึ่งหมายความว่าดินจะทำให้ความเป็นกรดในดินเป็นกลาง ดินเหล่านี้เป็นด่างตามธรรมชาติ แต่ความสามารถในการบัฟเฟอร์สามารถเสียหายได้จากการตกตะกอนของกรดบ่อยครั้ง

ดินที่มีความสามารถในการบัฟเฟอร์น้อยกว่าจะอ่อนไหวต่อผลกระทบที่เป็นอันตรายอื่นๆ ของฝนกรด ฝนกรดสามารถฆ่าพืชและผู้ผลิตรายอื่นๆ ที่อยู่ที่ฐานของห่วงโซ่อาหาร ซึ่งอาจนำไปสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่ของผลกระทบถึงนักล่าชั้นนำ ในความเป็นจริง ฝนกรดถูกเรียกว่า "การตายของต้นไม้" เนื่องจากฝนกรดมีผลกับพืช

เกษตรกรมักถูกบังคับให้ใส่หินปูนบดหรือปุ๋ยอื่น ๆ เพื่อช่วยเพิ่มความสามารถในการบัฟเฟอร์ของดินและลดความเป็นกรด

นอกเหนือจากการเพิ่มความเป็นกรดในดินแล้ว ฝนกรดจะชะล้างไอออนบวก เช่น โพแทสเซียม แคลเซียม แมกนีเซียม และโซเดียมออกจากดิน และชะล้างออกไป ทำให้ธาตุอาหารเหล่านี้ไม่มีให้กับพืช กระบวนการนี้เรียกว่าการพร่องของดิน ซึ่งจะช่วยลดความอุดมสมบูรณ์ของดิน เมื่อฝนกรดขจัดธาตุอาหารเหล่านั้นออกไปจนหมด ดินจะไม่สามารถดำรงชีวิตของพืชได้ ฝนกรดยังปล่อยสารเช่นอลูมิเนียมซึ่งเป็นพิษต่อพืช

ป่าไม้บนที่สูง เช่น ป่าในเทือกเขา Great Smoky Mountains ไม่เพียงได้รับผลกระทบจากฝนกรดเท่านั้น แต่ยังได้รับผลกระทบจากเมฆที่เป็นกรดและหมอกอีกด้วย เมื่อสัมผัสกับหมอกที่เป็นกรดบ่อยครั้ง การเคลือบขี้ผึ้งของใบและเข็มของต้นไม้อาจอ่อนตัวลงและมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจากแมลง โรค หรือสภาพอากาศหนาวเย็น

เมื่อไหร่ เลี้ยงชีวิตพืชไม่ได้ สัตว์ก็ทุกข์เพราะสูญเสียถิ่นที่อยู่หรือแหล่งอาหาร. ความหลากหลายทางชีวภาพอาจลดลง ซึ่งหมายความว่าจำนวนของสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันตลอดจนจำนวนชนิดพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมเหล่านั้นอาจสูญหายไป สปีชี่ส์ภายในแหล่งอาศัยที่กำหนดพึ่งพาซึ่งกันและกัน

ตัวอย่างเช่น แคลเซียมในดินในระดับต่ำที่เกิดจากฝนกรดอาจทำให้จำนวนไส้เดือนหรือแมลงอื่นๆ ที่นกต้องการอาหารลดลง นอกจากนี้ เมื่อไม่มีหอยทาก นกเพศเมียจะได้รับแคลเซียมไม่เพียงพอสำหรับไข่ที่แข็งแรง ส่งผลให้จำนวนนกเหล่านี้ลดลงด้วย