Муравьи помогают понять, почему для биоразнообразия важен выбор разных растений для экотоплива

Использование биотоплива, несмотря на его возобновляемость, вызывает споры, поскольку выращивание нескольких высокопродуктивных культур для топлива может привести к потере биоразнообразия в агросистемах, где производится биомасса.

Исследователи из США сравнили сообщества муравьев в разных типах биоэнергетических агросистем, чтобы понять, как эти системы формируют биотические сообщества и их функции. Результаты опубликованы в Frontiers in Conservation Science.

«Мы обнаружили разные сообщества муравьев, сравнивая однолетние культуры, многолетние системы и разнообразные многолетние поликультуры со многими видами растений», — сообщил первый автор доктор Натан Хаан.

«Многолетние биоэнергетические системы, особенно те, которые включают большее разнообразие растений, порождают иное и более разнообразное сообщество муравьев, чем простые системы».

Муравьи и культуры

Муравьи — многочисленные и влиятельные участники луговых и агроэкосистем. Они могут быть важными хищниками, распространителями семян и почвообразователями.

Исследователи изучили 10 биоэнергетических систем на экспериментальной площадке в Мичигане. Системы включали:

• Однолетние культуры (кукуруза и два вида веника).
• Простые многолетние системы (два вида проса прутьевидного, мискантус и смесь местных трав).
• Разнообразные многолетние системы (восстановленная прерия, самовосстанавливающаяся растительность и система короткого севооборота с тополями).

Было поймано почти 10 000 особей муравьев, относящихся к 22 видам. В сложных экосистемах муравьи выполняли больше функциональных ролей (например, хищника или распространителя семян), чем в простых. Видовое богатство было наибольшим в разнообразных системах и наименьшим — в простых. Состав сообществ также различался: некоторые обычные виды встречались во всех системах, а более редкие — только в многолетних системах с разнообразными растениями.

Оптимизация культур для топлива

Исследователи отметили, что у тестируемых культур разные плюсы и минусы для производства биотоплива. Некоторые более продуктивны, но имеют малую природоохранную ценность; другие, менее продуктивные, имеют преимущества для сохранения биоразнообразия. Например, многолетники помогают накапливать углерод в почве. Смешанные прерии также могут быть очень продуктивными и гораздо более биоразнообразными, однако меньше известно о том, как использовать их биомассу для получения конечных продуктов.

«В настоящее время 40% кукурузы, производимой в США, используется для производства этанола, — отметил Хаан. — Однако выращивание такого количества кукурузы в монокультурах — по своей сути неустойчивое решение для топлива будущего. Существует ряд других систем земледелия, которые могут быть приняты и стать основными. Нам нужно понять, какие из них благоприятны для биоразнообразия, а какие нет».

Основа для производства биотоплива

Исследователи надеются, что их работа поможет в принятии решений о том, какие культуры можно использовать для устойчивого производства биотоплива, где их выращивать и как управлять ими.

«Хотя настоящее исследование проводилось на одной экспериментальной площадке, ожидается, что общие закономерности будут схожими в других местах», — сказал Хаан. Однако необходимо собрать более конкретную информацию в других контекстах.