Инвазивные кустарники снижают температуру на уровне лесной подстилки, подавляя рост местных видов
Инвазивные кустарники в лесах северо-востока, которые распускают листья раньше весной и сохраняют их дольше осенью, не только поглощают больше солнечного света, чем местные виды. Их листва также понижает температуру воздуха на уровне лесной подстилки, что, вероятно, даёт им дополнительное конкурентное преимущество.
К такому выводу пришли исследователи из Университета Пенсильвании, которые провели трёхлетнее изучение влияния удаления инвазивных кустарников на местные лесные растения на участке Хартли-Вуд в Арборетуме Пенсильванского университета.
Ключевые результаты исследования:
- Под инвазивными кустарниками зафиксировано на 26.8% меньше проникновения световой энергии по сравнению с участками под местными кустарниками. Наибольшая разница наблюдалась весной.
- Инвазивные кустарники создают более низкие максимальные температуры воздуха в подлеске в течение вегетационного периода.
- Разница в световой энергии эквивалентна удалению 60-ваттной лампы с каждых 10 квадратных футов леса в среднем за сезон.
Методология:
Исследователи измеряли количество фотонов в спектральном диапазоне, используемом растениями для фотосинтеза, с помощью цептометра. Замеры проводились на 20 точках на двух уровнях: примерно в 10 футах над землёй и около 4 дюймов над лесной подстилкой. Данные собирались 27 раз в течение трёх лет. Температура фиксировалась ежечасно и ежедневно в определённые периоды.
Объяснение эффекта:
Изменение температуры связано с разными поверхностями на лесной подстилке (листовой опад, ветки, брёвна, камни) и уровнем влажности. Вода поглощает энергию, не меняя температуру, а тип материала влияет на скорость передачи световой энергии в тепло.
Экологические последствия:
- Влияние на эктотермные виды: Более прохладные и тёмные условия могут объяснить, почему в захваченных инвазивными видами подлесках становится меньше пчёл, бабочек и амфибий, чья активность и развитие сильно зависят от света и температуры.
- Усиление мезофикации лесов: Тёмные и прохладные условия, создаваемые инвазивными кустарниками, могут усугублять мезофикацию (переход от сообщества, адаптированного к пожарам, к сообществу, их не переносящему) лиственных лесов востока США. Это снижает пожарную опасность, что вредит огнеустойчивым видам, таким как дуб, и способствует распространению теневыносливых видов.
- Влияние на процессы в экосистеме: Условия низкой освещённости могут влиять на качество лесной подстилки и скорость её разложения.
Исследование проводилось под руководством постдока Эринн Мэйнард-Бин при участии доцента кафедры лесной экологии Марго Кей.