Сельское хозяйство ускоряет целые экосистемы по принципу "живи быстро, умри молодым"

Исследовательская группа изучила влияние сельскохозяйственного использования лугов на сообщества организмов. Их работа, опубликованная в журнале Nature Communications, впервые показала, что такие меры, как удобрение и покос, воздействуют на организмы на всех уровнях экосистемы и во всей пищевой цепи, ускоряя всю систему в целом.

Организмы адаптированы к условиям своей среды обитания. В зависимости от окружения они полагаются на стратегии быстрого или медленного роста, большего или меньшего размера тела и размножаются с разной скоростью. В этом решающую роль играют два фактора: доступность питательных веществ и степень внешних "нарушающих" воздействий.

"В ненарушенных, бедных питательными веществами экосистемах преобладают более медленные организмы — 'черепахи'. Они экономнее используют ресурсы, растут неспешно и размножаются реже, но обычно крупнее и живут дольше. В условиях, богатых питательными веществами, вперед выходят более быстрые 'зайцы' — эти организмы, как правило, мельче, у них выше оборот питательных веществ, ниже продолжительность жизни и выше скорость размножения. Наше исследование впервые показало, что интенсивное сельскохозяйственное использование лугов приводит к преобладанию 'зайцев' на всех уровнях экосистемы", — поясняет руководитель исследования проф. д-р Питер Мэннинг.

Учёные проанализировали обширные данные, собранные в рамках проекта Biodiversity Exploratories на территориях Швабского Альба, региона Хайних в центральной Германии и биосферного заповедника Бранденбург-Шорфхайде-Хорин.

"Мы исследовали организмы из всех областей отобранных экосистем — от микроорганизмов в почве до растений, бабочек и других членистоногих, а также птиц и летучих мышей. Мы смогли определить влияние сельскохозяйственного управления в виде удобрения, покоса и выпаса почти для всех организмов. По сравнению с ненарушенными природными территориями здесь доминировали организмы, следующие стратегии 'расти быстро, умри молодым' — вся экосистема в этих случаях становилась 'быстрее'. Это частично связано с прямым воздействием изменённых ресурсов и условий среды, а частично — с косвенными каскадными эффектами внутри пищевых цепей", — сообщает д-р Марго Нейре.

В зависимости от интенсивности использования исследуемые экосистемы распределяются вдоль оси от 'медленных' до 'быстрых'. Лишь у некоторых более крупных животных и почвенных организмов этот эффект наблюдать не удалось.

Сельскохозяйственное использование также влияет на различные функции экосистемы, выполняемые организмами, которые также становятся 'быстрее' в соответствии с интенсивностью возделывания.

"В ускоренных экосистемах такие процессы, как разложение, производство биомассы или круговорот питательных веществ, также происходят быстрее. С человеческой точки зрения такие системы изначально более продуктивны в сельскохозяйственном отношении и обеспечивают более высокие урожаи. Однако это может снизить их способность накапливать углерод. В то же время усиленное вымывание питательных веществ приводит к более высоким уровням загрязнения. Ненарушенные же природные экосистемы, как правило, имеют более высокий уровень биоразнообразия и более устойчивы. Это также играет роль в связи с увеличением количества экстремальных погодных явлений, связанных с климатом", — объясняет Мэннинг.

"Из-за всё более интенсивного сельского хозяйства мы, вероятно, ускоряем экосистемы по всему миру. Из других исследований мы знаем, что сравнительно легко ускорить экосистему с помощью удобрений — но возвращение её в исходное 'медленное' состояние занимает значительно больше времени. Таким образом, мы теряем всё больше медленных систем с их специфическими организмами и функциями. В интересах разнообразия — а также в свете проблем, вызванных изменением климата, — в этом отношении срочно необходимы контрмеры", — добавляет Нейре.