Интенсификация землепользования приводит к повсеместному распространению одних и тех же видов

Интенсивное использование человеком лугов приводит не только к снижению видового разнообразия, но и к увеличению однородности ландшафта: в итоге повсюду остаются одни и те же виды. Это лишает природу способности предоставлять свои «услуги» — от формирования почв для производства продуктов питания до контроля над вредителями. Под руководством Технического университета Мюнхена (TUM) 300 учёных впервые изучили последствия интенсификации землепользования для разных групп видов на уровне ландшафта.

В норме каждый луг уникален, и разные виды могут найти подходящую среду обитания. Интенсивное землепользование сокращает количество различных растительных сообществ на лугах, что может поддерживать всё меньше видов. В предыдущих исследованиях рассматривались только отдельные группы видов (например, птицы) в пределах конкретной среды обитания и на заданной площади.

В исследовании, опубликованном в Nature, учёные впервые проанализировали уникальный набор данных, чтобы проверить, имеет ли локальная утрата видов большее влияние в более широком пространственном масштабе и в контексте всего разнообразия жизни — от одноклеточных организмов до позвоночных. Данные были собраны в рамках проекта «Биоразнообразие-Эксплоратории», финансируемого Немецким научно-исследовательским сообществом (DFG), начиная с 2008 года на 150 луговых участках.

Оценено 4000 видов

Исследовательские площадки включают биосферный заповедник ЮНЕСКО Швабский Альб, национальный парк Хайних и его окрестности, а также биосферный заповедник Шорфхайде-Хорин. Все три региона различаются по климату, геологии и топографии, но обрабатываются фермерами типичным для Европы способом.

Более 4000 видов были проанализированы с помощью инновационного статистического метода. Этот метод позволяет отслеживать нелинейное влияние на различие видовых сообществ между луговыми участками вдоль непрерывного градиента землепользования (скашивание травы, удобрение и выпас).

Данные по всей пищевой цепи — от почвенных одноклеточных организмов до птиц

Впервые в анализ были включены данные об организмах в почве, таких как бактерии, грибы и многоножки. Виды были разделены на двенадцать групп в зависимости от их положения в пищевой цепи и места обитания (над или под землёй). Например, одна группа надземных видов — первичные продуценты, в основном растения. Другие группы включают травоядных, опылителей растений, а также их хищников.

Даже умеренное землепользование приводит к сокращению числа видов

Результаты показали, что не имеет значения, используются ли луга человеком умеренно или интенсивно (например, различая участки, где траву косят два или четыре раза в год).

«Гомогенизация видов не прогрессирует пропорционально интенсивности использования. Даже умеренное управление лугами приводит к тому, что сообщества в разных регионах сводятся к одним и тем же, менее требовательным видам-универсалам», — пояснил ведущий автор исследования доктор Мартин М. Госснер. — «Дальнейшее увеличение интенсивности использования уже не оказывает столь значительного эффекта».

Пример требовательного вида: стальник ползучий (Ononis repens) является растением-хозяином для клопа Macrotylus paykulli, который питается его соком. Если стальник становится реже из-за выращивания обычных кормовых трав, Macrotylus paykulli теряет подходящую среду обитания. Таким образом, даже небольшое усиление использования лугов и пастбищ делает невозможным выживание многих видов флоры и фауны, в результате чего остаются только виды, не имеющие особых требований к растениям-хозяевам или условиям окружающей среды. Этот эффект называется «биотической гомогенизацией».

«Новым здесь является вывод о том, что гомогенизация видов происходит по всему ландшафту, тем самым снижая разнообразие видов на региональном и национальном уровне», — сказал Госснер. — «Это, вероятно, более значимое последствие интенсификации землепользования, чем одна лишь локальная утрата видов».

Меньше взаимодействий между видами меняет экосистему

Таким образом, экстенсивно используемые луга необходимы для защиты видового разнообразия, поскольку его снижение также ослабляет взаимодействия между отдельными видами. Это, в конечном итоге, вызывает сдвиги и изменения процессов в экосистеме.

Только когда как можно больше видов могут найти уникальные места обитания на больших территориях, «экосистемные услуги», повышающие благосостояние человека (например, улучшение образования почв для увеличения производства продуктов питания или сдерживание вредителей), могут оставаться intact.