Деградация пастбищ меняет роль биоразнообразия с растений на почвенных микробов

Деградация пастбищ фундаментально меняет то, как биоразнообразие поддерживает многофункциональность экосистемы: от доминирования растений к опосредованию почвенными микробами. К такому выводу пришло исследование под руководством профессора Ян Юаньхэ из Института ботаники Китайской академии наук (IBCAS).

Результаты, опубликованные в Nature Plants, впервые предоставляют полевые доказательства крупного масштаба, что деградация пастбищ изменяет взаимосвязь биоразнообразия и многофункциональности в естественных экосистемах.

Пастбища покрывают почти 40% поверхности суши Земли и обеспечивают критически важные функции, такие как накопление углерода, производство кормов и регулирование водного баланса. Однако почти половина пастбищ мира деградировала, в основном из-за перевыпаса и изменения климата.

Тибетское нагорье содержит самые большие и хрупкие альпийские пастбища на Земле, где умеренная деградация сейчас наиболее распространена. Деградация пастбищ обычно сопровождается изменениями в растительных и почвенных микробных сообществах, что может кардинально изменить взаимосвязь между биоразнообразием и функционированием экосистемы.

Чтобы восполнить этот пробел, исследователи провели масштабное трансектное исследование протяженностью около 2600 км на Тибетском нагорье, охватив 44 парных участка недеградированных и умеренно деградированных пастбищ. Они измерили 20 показателей функционирования экосистемы, включая продуктивность растений, влагоудерживающую способность, пулы почвенного углерода, азота и фосфора, а также разложение органического вещества.

На основе комбинации квадрантного обследования и ампликонного секвенирования исследователи оценили биоразнообразие надземной и подземной частей, включая видовое богатство растений, бактерий, грибов и протистов.

Результаты показали, что умеренная деградация значительно снижает отдельные функции экосистемы и её многофункциональность, одновременно увеличивая как растительное, так и почвенное биоразнообразие.

Дальнейший анализ выявил, что после деградации влияние почвенного биоразнообразия на многофункциональность усилилось, в то время как влияние видового богатства растений ослабло. Эти сдвиги были связаны со снижением эффектов отбора и комплементарности растительного разнообразия, с одной стороны, и усилением микробной комплементарности — с другой.

Эти выводы подчеркивают критическую роль разнообразия почвенных микробов в поддержании функционирования экосистемы в условиях деградации. Исследователи предлагают, чтобы усилия по восстановлению пастбищ вышли за рамки восстановления растительности и уделили приоритетное внимание сохранению и реабилитации почвенных микробных сообществ, предлагая основу для микробно-ориентированного экологического восстановления деградированных пастбищ.