Как олени меняют лесной полог: исследование с помощью лазеров и долгосрочного эксперимента
Исследователи из Университета Миннесоты используют высокочастотные лазеры, чтобы больше узнать о том, как популяции оленей влияют на лесные ландшафты. Белохвостые олени повсеместно распространены, перенаселены и могут радикально изменить экосистему — от лесов крайнего севера Канады до умеренных лесов Среднего Запада США и тропических лесов Колумбии.
Исследование, недавно опубликованное в Journal of Applied Ecology Сэмом Ридом, докторантом Департамента лесных ресурсов, и его коллегами, изучает, как олени могут изменять видовой состав деревьев в лесу и результирующий полог.
Лесной полог — это самый верхний слой леса, характеризующийся кронами деревьев и включающий все растения и животных, живущих в этом слое.
Олени могут изменять лес, поедая определенные виды растений и удаляя их с ландшафта. Спустя много лет лес может состоять из видов растений, которые олени не любят есть и оставили нетронутыми. Эти вызванные оленями изменения видов могут затем влиять на лесной полог, поскольку у многих деревьев есть видоспецифичная архитектура крон. Изменения в пологе имеют множество последствий для секвестрации углерода, дикой природы и сообществ подлеска.
«Олени выбирают, какие растения есть, и их предпочтения действуют как невидимая сила, формирующая сукцессионные траектории лесов. Удивительно, что что-то столь простое, как поедание оленями крошечных сеянцев деревьев, может повлиять на то, как лес выглядит и функционирует спустя много десятилетий», — говорит доктор Кэтлин Найт, научный эколог Лесной службы США.
Исследовательская группа измеряла деревья и их кроны на ранее вырубленных участках четырёх 65-гектарных вольеров для оленей, которые использовались с 1980 по 1990 год. Каждый вольер был разделён для поддержания плотности оленей в 4, 8, 15 и 25 особей на квадратный километр в течение 10 лет.
Сегодня, почти через 40 лет после начала эксперимента, деревья в пологе отражают виды растений, которые олени любят или не любят есть. Эти сохранившиеся деревья позволили Риду и его коллегам измерить, как плотность оленей может изменить полог, с помощью портативной системы LiDAR (лазерного сканирования), которая использует высокочастотные лазеры для сканирования и количественной оценки расположения листьев и ветвей над головой.
«До недавнего времени мы не могли бы провести это исследование, — сказал Рид. — Портативная система LiDAR для полога и другие технологии дистанционного зондирования открыли новые возможности в нашем понимании влияния оленей и других нарушений».
Основные выводы исследователей:
- Олени могут косвенно делать полог более открытым и разреженным. Высокая плотность оленей приводит к насаждениям, где доминирует чёрная вишня — дерево, содержащее высокий уровень цианида и несъедобное для оленей. Эти насаждения чёрной вишни имели низкое разнообразие деревьев и были очень разреженными, что отражалось в редких пологах с множеством просветов. Кроме того, с увеличением выедания оленями полог становился выше и более сложным по горизонтальной структуре.
- Олени могут непреднамеренно изменить биоразнообразие леса и структуру полога при достаточном времени и давлении выедания. Эта недооценённая экологическая связь подчёркивает множество способов, которыми травоядные могут изменять леса, и необходимость изучения их косвенного воздействия на экосистему.
По словам Рида, будущие исследования должны рассмотреть возможность использования наземного LiDAR или других методов дистанционного зондирования для изучения того, как другие крупные травоядные могут изменять структуру лесного полога в течение длительных периодов времени.
«Я думаю, что олени являются невероятно разрушительной силой в восточной части Северной Америки, и наши результаты дают этому дальнейшее подтверждение, — сказал он. — Эти, казалось бы, безобидные существа непреднамеренно изменили целые леса и их полог, что затем может повлиять на такие важные аспекты леса, как секвестрация углерода и распространённость мест обитания диких животных».