Растения демонстрируют удивительное разнообразие в засушливых ландшафтах: влияние выпаса скота

Международная команда под руководством Фернандо Маэстре из KAUST оценила, как 20 химических и морфологических функциональных признаков растений совместно реагируют на изменения засушливости и давления выпаса в глобальных масштабах. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Ключевые выводы:

• Разнообразие растительных признаков (включая ключевые для круговорота питательных веществ, такие как удельная площадь листа и химический состав листвы) возрастает после порога засушливости ~0,7 (близко к переходу между полузасушливыми и засушливыми зонами).
• Аналогичное увеличение разнообразия признаков наблюдается с ростом давления выпаса.
• Более половины наблюдаемого разнообразия признаков встречалось только в самых засушливых и интенсивно выпасаемых районах.

Методология:

В рамках глобального исследования BIODESERT команда провела полевые работы на 326 участках в 98 локациях из 25 стран, охватывающих градиент засушливости и локальные градиенты давления выпаса (от отсутствия выпаса до высокого давления).

Реакция растений:

Высокая засушливость способствует формированию функционально контрастных стратегий выживания:

• Стратегия избегания стресса: высокорослые виды с быстрорастущими листьями (высокое содержание N-P-K, низкое содержание сухого вещества в листьях).
• Стратегия толерантности к стрессу: мелкие консервативные виды (низкое содержание N-P-K, высокое содержание сухого вещества в листьях) с различной концентрацией Mg-Ca и Zn-Na.

Значение:

Исследование бросает вызов распространённому мнению, что суровые условия снижают разнообразие признаков. Напротив, засушливые земли действуют как глобальный резервуар фенотипического разнообразия растений. Результаты подчёркивают важность учёта химического состава растений («элементона») для понимания реакции биоразнообразия на изменение климата.

Планы на будущее:

Маэстре планирует расширить исследование BIODESERT на аридные и гипераридные экосистемы Саудовской Аравии для мониторинга экосистем и помощи в выборе видов для программ озеленения.