Засухи и пересыхание источников вызывают необратимые изменения в экосистемах пустынь
Восьмилетнее исследование показало, что участившиеся сильные засухи, падение уровня грунтовых вод и пересыхание источников привели некоторые водные экосистемы пустынь к «катастрофической смене режима», от которого многие виды не восстановятся.
Результаты, опубликованные в журнале Freshwater Biology, вызывают опасения, что изменение климата, чрезмерный забор воды из водоносных горизонтов для городских нужд и землепользование могут навсегда повлиять на выживаемость видов. Исследование поддержал Национальный научный фонд (NSF).
«Популяции, которые существовали сотни или тысячи лет, сейчас вымирают, — сказал Дэвид Лайтл, доцент зоологии Университета штата Орегон. — Источники, которые раньше были постоянными, пересыхают. Ручьи, которые были полноводными круглый год, теперь периодически пересыхают. А виды, численность которых раньше колебалась, теперь исчезают».
Исследование, проведённое Лайтлом и докторантом Майклом Боганом, изучило влияние полной потери воды и её последствия для сообществ водных насекомых в ранее постоянном пустынном ручье в каньоне Френч Джо в Аризоне до и после сильных засух начала 2000-х годов.
Ручей полностью пересыхал в 2005 году, а также в 2008 и 2009 годах, что привело к быстрой «смене режима»: некоторые виды исчезли локально, а их место заняли другие. Динамика экосистемы теперь иная и не показывает признаков возвращения к прежнему состоянию. Шесть видов были уничтожены при пересыхании ручья, а численность 40 других возросла. Крупные «верхние хищники», такие как гигантская водяная клопа, исчезли и были заменены более мелкими «мезохищниками», например, водяными жуками.
«До 2004 года это место было похоже на красивый оазис с обилием растительности, птиц и редких видов, — отметил Лайтл. — Источник потерял ряд ключевых видов насекомых, воды стало намного меньше, и теперь у него совершенно другие характеристики».
Это явление, по словам исследователей, указывает не столько на исчезновение жизни — её обилие примерно такое же, как и прежде, — сколько на её радикальное изменение.
«Наше исследование было сосредоточено на одном изолированном ручье, но процесс высыхания и локального вымирания происходит по всему пустынному Юго-Западу, — сказал Боган. — В конечном итоге это может привести к потере видов во всём регионе или к полному вымиранию видов, зависящих от этих пустынных оазисов».
Небольшие ручьи, подобные этому, представляют особый интерес, поскольку за ними легче наблюдать и изучать, чем крупные реки и потоки, и они могут представлять собой микрокосм аналогичных эффектов, происходящих на большей части американского Запада. Скорость и внезапность некоторых изменений не оставляют видам достаточно времени для адаптации.
«Это как сравнивать старовозрастные леса с вторичными лесами, — пояснил Лайтл. — Деревья всё ещё есть, но это не та экосистема, что была раньше. Эти пустынные ручьи могут быть окном, помогающим нам увидеть силы, которые действуют вокруг нас, будь то изменение климата, землепользование или другие факторы».
Исследователи отметили в отчёте, что последние 30 лет характеризовались значительным увеличением суровости засух на Юго-Западе. Засуха, которая привела к пересыханию каньона Френч Джо в 2005 году, вызвала самый низкий сток в ручьях Аризоны за 60 лет, а во многих случаях — самый низкий за всю историю наблюдений. В каньоне Френч Джо русло ручья полностью пересохло до коренной породы, оставив многих водных беспозвоночных мёртвыми в осадках.
Это, вероятно, было «беспрецедентным нарушением», заявили исследователи в своём отчёте. Состав сообщества резко изменился: долгоживущие насекомые вымерли, а их место заняли более мелкие и короткоживущие.
Концептуально схожие события происходили в прошлом в растительных сообществах Флоридских Эверглейдс, поймах рек в Австралии и бореальных лесах после пожаров, как обнаружили другие учёные. На Юго-Западе, как отметили авторы исследования, климатические модели предсказывают более длительные, частые и интенсивные засухи в грядущем столетии.