Экологи восстанавливают биоразнообразие Среднего Запада, начиная с базы данных растений
Экосистемы прерий Среднего Запада гораздо разнообразнее, чем принято считать. Специалисты по экологии растений из Университета Иллинойса Джеффри Мэтьюз и Джек Зиннен создали базу данных RELIX, содержащую тысячи видов растений, обнаруженных в исторических прериях. Их исследование опубликовано в Natural Areas Journal.
Нативные растения: прошлое и настоящее
Прерии — одна из самых исчезающих экосистем региона: сохранилось лишь 1% высокотравной прерии в Иллинойсе, Айове и Висконсине. База RELIX построена на данных исследований реликтовых участков — небольших нетронутых фрагментов экосистем, сохранившихся со времён прихода европейцев.
Будущее большинства деградировавших или уничтоженных нативных экосистем (прерий, водно-болотных угодий, саванн, лесов) зависит от целенаправленных посадок. Их успех, в свою очередь, зависит от наличия семян и саженцев у коммерческих поставщиков. Анализируя разрыв между тем, что можно купить, и тем, что существовало исторически, учёные надеются вернуть биоразнообразие в регион.
«Семенные смеси чрезвычайно ценны, даже если они несовершенны или не очень разнообразны, — говорит Зиннен. — Но прогресс возможен, если добавить в них больше этих [исчезающих] видов».
Анализ рынка нативных растений
В 2022 году команда задокументировала растения, продаваемые более чем 500 поставщиками, и виды в более чем 1000 коммерчески доступных семенных смесей для Среднего Запада. Базы данных выявили значительный недостаток биоразнообразия: менее половины региональных аборигенных растений были в коммерческом доступе, а многие смеси перегружены одними видами за счёт других.
В статье 2024 года в Ecological Applications исследователи изучили влияние экологических характеристик растений на их коммерческую доступность. Они обнаружили, что долгоживущие, выносливые виды доступнее, чем экологически чувствительные, а определённые группы и семейства растений сильно пере- или недопредставлены.
«Существует типологический образ мышления: "Прерия должна выглядеть так", — объясняет Мэтьюз. — Мы же обнаруживаем в реликтах не только типичные прерийные виды. Там есть виды лесов и водно-болотных угодий, проникающие с краёв. Не только стандартные виды, которые перепредставлены в коммерческом ландшафте».
Зиннен, имеющий опыт работы в индустрии нативных растений, отмечает, что ключевым фактором является коммерческая жизнеспособность. «Консервативные» виды растений, чувствительные к деградации среды, часто сложно культивировать и собирать с них семена, поэтому они редко встречаются в питомниках или смесях.
В результате «типологического мышления» и коммерческих ограничений восстановленные экосистемы заметно менее разнообразны, чем реликтовые. «Большинство людей видят восстановленные прерии, а не реликтовые, — говорит Мэтьюз. — Использование этих малодиверсифицированных стандартных смесей укрепляет типичное представление о том, как должна выглядеть прерия».
Зачем восстанавливать биоразнообразие?
Разнообразие растений — основа общего биоразнообразия. В другой статье 2024 года в Restoration Ecology команда сравнила смеси для опылителей с реликтовыми прериями и обнаружила критическую нехватку раннецветущих видов. Это означает, что опылители, активизирующиеся весной, могут не найти достаточно пищи на участках, засеянных такими смесями.
Разнообразные, качественные прерии и водно-болотные угодья поддерживают множество насекомых-опылителей, важных для продовольственного снабжения. Больше видов растений означает большее разнообразие и численность насекомых, которые, в свою очередь, являются пищей для птиц, млекопитающих, амфибий и рептилий. «Как мы говорим в экологии, разнообразие порождает разнообразие», — поясняет Зиннен.
Кроме того, большая часть биомассы прерий находится под землёй — в глубоких, плотных корневых сетях. Эти корни хранят углерод, предотвращают эрозию почвы и участвуют в бесчисленных взаимодействиях с грибами, бактериями и другими почвенными организмами. Сохранение разнообразия растений прерий критически важно для здоровья экосистем и климата.
Учёные планируют продолжать изучение коммерческой доступности аборигенных растений и результатов восстановления. База данных RELIX будет фундаментом для этой работы, включая сравнение восстановленных и реликтовых прерий. Они также сузили список примерно из 2000 наблюдаемых видов растений до 900 наиболее распространённых, чтобы поставщики и практики восстановления могли применять результаты исследований на местах. Например, Зиннен предлагает дополнять смеси для опылителей выносливыми весенними растениями, такими как дикая земляника, дикий чеснок, золотой александр, традесканция виргинская и дикий индиго.