Изменение климата помогает инвазивному сорняку вытеснять местные виды
Желтый чертополох уже наносит ущерб пастбищам западных штатов на миллионы долларов ежегодно. По мере изменения климата проблема с этим и другими сорняками будет усугубляться.
При воздействии повышенных уровней углекислого газа, осадков, азота и температуры — всех ожидаемых последствий изменения климата — желтый чертополох в некоторых случаях вырастал до шести раз больше своего обычного размера. Другие виды луговых растений оставались относительно неизменными. Таковы результаты исследования Университета Пердью, опубликованного в ранней онлайн-версии журнала Ecological Applications. Растения сравнивали с выращенными в обычных (фоновых) условиях.
«Остальной луг слабо реагировал на изменение условий, кроме азота», — сказал Джефф Дьюкс, ведущий автор исследования. «Концентрации CO2, которые мы использовали, вероятно, будут наблюдаться во второй половине этого века. Наши результаты показывают, что желтому чертополоху в грядущие десятилетия будет очень комфортно».
Это одно из первых исследований, сравнивающих рост инвазивных видов и их местных конкурентов в условиях будущих климатических сценариев. Результаты указывают на проблемы, с которыми могут столкнуться землеустроители и фермеры.
«Растения будут по-разному реагировать на изменение климата. Иногда выиграют виды, от которых мы зависим, но в других случаях наибольшую пользу получат сорные, проблемные виды, что может привести к экономическому и экологическому ущербу», — отметил Дьюкс.
Экономический и экологический ущерб
Желтый чертополох — серьезный сорняк на западе США, особенно в Калифорнии. Он имеет более длинный вегетационный период, чем местные растения, и истощает почвенную влагу, влияя на водные ресурсы.
«Он снижает качество пастбищ для скота, токсичен для лошадей, а когда образует колючки, его не ест крупный рогатый скот. Многие считают желтый чертополох худшим сорняком лугов на Западе», — сказал Дьюкс.
Снижение продуктивности пастбищ, потеря воды и затраты на борьбу с сорняком наносят экономический ущерб. Эксперты полагают, что только в Айдахо ущерб может превышать 12 миллионов долларов в год, а в Калифорнии сорняк снижает стоимость пастбищ на 6–7%.
Причины быстрого роста
Все растения, как и ожидалось, увеличивались в размерах при избытке азота. Но желтый чертополох был особенно чувствителен к повышенному содержанию CO2.
Это может быть отчасти связано с тем, что сорняк получает доступ к большему количеству почвенных ресурсов. Устьица растений (небольшие поры на листьях) при высокой концентрации CO2 в воздухе могут быть менее открытыми для его поглощения. Это уменьшает потерю воды растением. Лишняя вода в почве может благоприятствовать чертополох. Добавленный CO2 также изменил состав конкурирующих видов и, возможно, позволил сорняку развить более эффективную корневую систему.
«Это было впечатляющее увеличение роста, — сказал Дьюкс. — Одна из самых сильных реакций на повышенный CO2 из когда-либо наблюдавшихся».
Биологические средства борьбы, внедренные для контроля желтого чертополоха, оказались недостаточно эффективными. Дьюкс подчеркивает, что необходимо срочно разработать более эффективные методы контроля инвазивных видов, угрожающих пастбищам, сельхозугодьям и диким землям.