Экстремальная засуха нарушает стабильность лугов, ослабляя влияние доминирующих злаков

Исследование, опубликованное в Ecology Letters, показывает, что экстремальная засуха меняет стабильность продуктивности лугов, сдвигая лежащие в её основе экологические механизмы.

Учёные из Института прикладной экологии Китайской академии наук установили, что продолжительные и интенсивные засушливые периоды могут ослабить роль доминирующих видов злаков в поддержании стабильного роста растений. Это потенциально влияет на долгосрочное здоровье и функционирование лугов по всему миру.

Луга, занимающие около 40% суши, играют ключевую роль в поддержании глобального углеродного баланса и животноводстве. Хотя ранее было известно, что засуха снижает продуктивность лугов (скорость производства биомассы), процессы, влияющие на стабильность этой продуктивности во времени, оставались неясными.

Чтобы изучить это, группа под руководством доктора Ло Вентао провела долгосрочный эксперимент с использованием дождевых укрытий, которые сокращали осадки в вегетационный период на 66%.

Они проанализировали взвешенные по сообществу функциональные признаки (средневзвешенные значения характеристик видов растений, таких как площадь листа и плотность тканей) и асинхронность видов (степень, в которой продуктивность разных видов растений колеблется в разное время), чтобы оценить влияние засухи на общую продуктивность лугов и её стабильность.

В нормальных условиях исследование подтвердило, что доминирующие виды, вносящие наибольший вклад в биомассу, играют ключевую роль в стабилизации продуктивности. Их стабильные модели роста обеспечивают постоянный результат работы экосистемы из года в год.

Однако при продолжительной засухе эта стабильность, основанная на доминировании, ослабевает. Вместо неё главным буфером против колебаний экосистемы становятся асинхронные реакции среди разнообразных видов — одни снижают продуктивность, в то время как другие процветают.

Этот сдвиг ставит под сомнение традиционную экологическую теорию, подчёркивающую первостепенную роль доминирующих видов в поддержании функций экосистем.

Кроме того, исследование впервые предоставило доказательства того, что определённые комбинации признаков, в частности высокая удельная площадь листа (показатель быстрого роста) и плотная структура тканей (предполагающая улучшенное удержание воды), могут повышать устойчивость к засухе и стабильность растительных сообществ.

Эти данные представляют ценную научную основу для восстановления деградировавших лугов и стратегического отбора засухоустойчивых видов.

Исследователи планируют расширить свои исследования на различные луговые экосистемы по всему миру, чтобы построить более унифицированную теоретическую основу для понимания реакции лугов на экстремальные климатические явления.