Меньше осадков — меньше разнообразия растений
Вода — дефицитный ресурс во многих экосистемах Земли. Этот дефицит, вероятно, усилится в ходе изменения климата. Это, в свою очередь, может привести к значительному сокращению разнообразия растений. Используя экспериментальные данные со всего мира, ученые из Центра экологических исследований имени Гельмгольца (UFZ), Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия (iDiv) и Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) впервые продемонстрировали, что биоразнообразие растений в засушливых регионах особенно чувствительно к изменениям количества осадков. В статье, опубликованной в Nature Communications, команда предупреждает, что это также может иметь последствия для людей, живущих в пострадавших регионах.
Как изменение климата повлияет на экосистемы Земли? Как изменится биоразнообразие в разных регионах? На такие важные вопросы о будущем сложно ответить. Для этого необходимо понимать, как отдельные виды и их сообщества отреагируют на изменение условий, например, количества осадков. Но, несмотря на многочисленные научные эксперименты по всему миру, у нас нет синтетических, глобальных ответов на эти вопросы. Эксперименты сильно различаются по методологии, например, добавляют ли они мало или много воды. «Эти исследования используют разные методы и расположены в разных регионах мира, — говорит первый автор, биолог UFZ доктор Лотте Коррелл. — И во многих случаях эти исследования дают противоречивые результаты». Вместе с коллегами она поставила цель вывести общее понимание из данных, собранных по всему миру. В центре внимания было то, как увеличение или уменьшение осадков влияет на разнообразие растений наземных экосистем.
В своем поиске она и ее команда нашли 23 подходящие публикации, которые представляли результаты 72 полевых экспериментов. С этими данными они рассчитали различные статистические переменные, которые давали информацию о биоразнообразии на отдельных участках, и связали их с увеличивающимся или уменьшающимся количеством осадков.
«Однако в таких экспериментах биоразнообразие зависит от многих факторов», — говорит профессор, эколог UFZ, iDiv и MLU, последний автор исследования доктор Тиффани Найт. Например, важную роль играет размер эксперимента. Если рассматривать только одну экспериментальную площадку, можно увидеть драматические эффекты воздействия на биоразнообразие, поскольку на площадках с меньшим количеством воды растет меньше особей растений и, следовательно, меньше видов. Однако на более крупном масштабе может быть найдена хотя бы одна особь каждого вида, и, следовательно, эффект воздействия на биоразнообразие будет ниже. Действительно, исследователи обнаружили, что усиление засушливости оказывает большее влияние при рассмотрении на малых по сравнению с более крупными пространственными масштабах. «Таким образом, чтобы сделать правильные выводы из данных, необходимо учитывать как местные климатические условия, так и пространственный масштаб экспериментов», — говорит Найт.
Таким образом, исследователи выявили четкую тенденцию. В засушливых регионах мира изменения уровня осадков оказывают гораздо большее влияние, чем в более влажных регионах.
В настоящее время засушливые экосистемы занимают около 40% поверхности суши Земли. Нелегко предсказать, что ждет эти районы на фоне изменения климата. Хотя климатические модели действительно предсказывают увеличение количества осадков в некоторых засушливых регионах, нехватка воды, вероятно, усугубится в большинстве из них.
Согласно исследованию, ожидается увеличение разнообразия растений там, где становится влажнее. Вероятно, это связано с тем, что семена видов, встречающихся там, получают больше шансов прорасти и укорениться.
Однако в свете прогнозируемого расширения засушливых земель этот эффект, вероятно, затронет относительно немного регионов. По мнению авторов, это приведет к заметному сокращению разнообразия растений. «Хотя растения там адаптировались к вызовам своих местообитаний в течение длительного времени, — говорит Коррелл, — в какой-то момент даже самый устойчивый выживший достигает своих пределов». И с каждым видом, который засыхает и больше не может прорастать, биоразнообразие сокращается.
Это может быть плохой новостью не только для экосистем, но и для жителей засушливых регионов. В конце концов, на них приходится около одной трети населения мира. Многие из этих людей с трудом зарабатывают на жизнь с земли в самых сложных условиях. Если биоразнообразие сокращается вместе с количеством осадков, эта задача, вероятно, станет еще более сложной. Для Коррелл и ее коллег это еще один веский аргумент в пользу замедления изменения климата. «Также важно особенно хорошо защищать засушливые земли», — говорит исследователь. Чем больше эти чувствительные экосистемы подвергаются давлению из-за перевыпаса скота и других стрессовых факторов, тем больше изменение климата, вероятно, повлияет на разнообразие растений.