Удобрение угрожает стабильности лугов
Удобрение представляет собой серьёзную угрозу для стабильности лугов как на локальном, так и на более крупном пространственном уровне. К такому выводу пришла большая международная исследовательская группа под руководством учёных из Утрехтского университета.
Исследователи изучили почти 250 растительных сообществ лугов по всему миру и их стабильность в ответ на колебания окружающей среды. Большее разнообразие видов растений повышало стабильность лугов на локальном и более крупном пространственном уровне, но удобрение последовательно ослабляло эту стабильность на обоих уровнях. Результаты опубликованы 23 октября в Nature Communications.
Луга — одна из самых распространённых и разнообразных экосистем в мире. Они предоставляют людям множество услуг и благ, включая корм для скота, секвестрацию углерода, очистку воды и эстетическую ценность. Однако луга по всему миру сталкиваются с изменением климата, которое приносит более интенсивные и частые климатические явления, включая засухи, наводнения и ливни.
Одновременно эвтрофикация снижает разнообразие растений во всём мире. «Это вызывает беспокойство, поскольку разнообразие растений обычно повышает продуктивность и смягчает влияние изменения климата на производство биомассы лугов с течением времени, что приносит пользу скоту и людям», — говорит ведущий автор Ян Отье из Утрехтского университета.
Более крупный масштаб
Лаборатория Отье ранее показала, что эвтрофикация лугов от близлежащих промышленных и агроэкосистем обычно снижает локальное разнообразие растений и дестабилизирует производство биомассы от года к году. Оставалось неизвестным, распространяются ли эти эффекты, наблюдаемые на локальном уровне, на более крупные пространственные уровни, наиболее важные для политики, управления природой и сохранения биоразнообразия.
Поэтому исследователи из Утрехтского университета вместе с международной командой (Nutrient Network) определили взаимосвязь между разнообразием растений и стабильностью производства биомассы во времени. Они определили это для 243 растительных сообществ на 42 лугах по всему миру, а также количественно оценили влияние хронического внесения удобрений на эти взаимосвязи.
«Мы обнаружили, что производство биомассы было более стабильным во времени при более высоком разнообразии растений как на локальном, так и на более крупном пространственном уровне, — говорит Шаопэн Ван из Пекинского университета. — Это связано с тем, что при большем разнообразии растений больше шансов, что хотя бы один из видов растений будет процветать в конкретных условиях и, таким образом, компенсирует потерю продуктивности других видов внутри и между локальными сообществами».
Климатические экстремумы
«Наши результаты очень актуальны для агроэкосистем, — говорит Ян Отье. — Засевая монокультуры и внося большое количество пестицидов и удобрений, агроэкосистемы становятся гораздо менее разнообразными, чем естественные экосистемы, которые они заменяют. Климатические экстремумы не только снижают урожайность на отдельных полях, но и дестабилизируют производство продуктов питания во времени на более крупном пространственном уровне. Эти дефициты и излишки ведут к экономическим последствиям для фермеров и потребителей. Наши результаты подтверждают, что увеличение разнообразия растений внутри полей (например, совместные посевы) может обеспечить стабильное производство во времени. Более того, они показывают, что увеличение разнообразия культур между полями (разные культуры на разных полях в ландшафте) может обеспечить стабильное производство на уровне ландшафта, региона, страны или мира. Мы призываем к политике, поощряющей разнообразие культур внутри ландшафта и между ними, так как это должно привести к более эффективной экономике».
«Важное открытие, которое мы сделали, заключается в том, что удобрение последовательно снижает вклад разнообразия растений, уменьшая компенсацию между видами и сообществами. По сути, оно уменьшает положительный эффект биоразнообразия на стабильность, снижая компенсацию во времени и пространстве, — говорит Эдвин Пос из Утрехтского университета. — Таким образом, эвтрофикация экосистем представляет серьёзную угрозу для стабильного обеспечения услуг лугов не только локально, но и на разных пространственных уровнях в текущих и будущих экологических условиях».