Использование экологической теории для успешного восстановления экосистем

Учёные создали концептуальную основу для включения экологической теории — математических моделей и концепций для понимания взаимодействий и динамики экосистем — в управление и планирование восстановления. Это поможет более эффективно масштабировать восстановление и противодействовать глобальному росту выбросов CO₂.

Эффективное восстановление помогает защитить дикую природу, обеспечивает чистую воду и воздух, борется с изменением климата, предотвращает наводнения, поддерживает рекреацию и экономику, а также повышает устойчивость среды к изменениям, включая пожары и наводнения.

Однако это не быстрое решение. «Глобальное сокращение естественных местообитаний из-за деятельности человека намного опережает прирост экосистем благодаря успехам в охране природы», — заявил Брайан Силлиман, морской биолог-эколог и директор инициативы Duke RESTORE, а также Центра водно-болотных угодий и побережий Университета Дьюка.

«Мир смотрит на восстановление экосистем как на способ помочь преодолеть этот разрыв», — сказал Силлиман. К сожалению, большинство усилий по восстановлению работают неэффективно. «Более эффективное использование экологической теории в проектах восстановления экосистем значительно повысит жизнеспособность восстановления как стратегии сохранения», — считает учёный.

Силлиман возглавил команду из 23 учёных из шести стран, создавших концептуальную основу, которая связывает экологические теории с желаемыми результатами восстановления. Работа опубликована в журнале Current Biology 6 мая 2024 года.

«Включение экологической теории в практику восстановления может снизить затраты на восстановление экосистем, расставить приоритеты в "климатически оптимизированном" восстановлении и помочь восстановить экосистемы быстрее», — отметил Брайан Силлиман.

Например, теория пищевых сетей и полевые испытания показали, что хищники ключевые для жизни растений почти во всех экосистемах, так как защищают восстанавливающиеся растения от травоядных. Однако менее 10% проектов по восстановлению растительных экосистем включают хищников в свои планы.

«Экологические теории, основанные на десятилетиях испытаний и доказательств, недостаточно используются в восстановлении», — сказал Картер Смит, научный сотрудник Duke RESTORE. «Теории абстрактны, и их часто трудно понять, если вы не эксперт в предметной области. Мы надеемся, что наш анализ и руководство помогут практикам определить, какие теории наиболее актуальны для целей их проекта».

Учёные создали девятишаговую блок-схему для реализации проекта восстановления, начиная с идентификации экосистемы/вида и заканчивая оценкой. Этот подход связывает желаемые результаты — от таксономически-специфичных до общесистемных — с соответствующими экологическими теориями.

Исследователи выделили 10 экологических теорий как важнейшие, но недостаточно используемые в восстановлении. Хотя эти теории имеют общие темы, они различаются по фокусу и методологиям.

Например:

• Теория каскада фасилитации предполагает, что полезные взаимодействия могут создать цепную реакцию, выгодную для нескольких видов в восстанавливающейся экосистеме.
• Теория пороговых значений рассматривает, как восстановленные экосистемы реагируют на изменения или нарушения, подчёркивая, что небольшие изменения иногда могут привести к большим, внезапным сдвигам.
• Теория биогеографии и макроэкологии описывает, как физические факторы формируют современное распространение видов и помогает предсказать, где они будут жить в будущем. Эта информация критически важна для практиков восстановления при выборе видов для повторной посадки с учётом меняющегося климата.
• Теория биоразнообразия и функционирования экосистем изучает, как разнообразие жизни в экосистеме влияет на её функционирование, например, на продуктивность и способность секвестрировать и хранить углерод.