С тех пор как первые Homo sapiens появились в Африке примерно 300 000 лет назад, луга поддерживали человечество и тысячи других видов. Но сегодня эти луга шевелятся у нас под ногами. Глобальные изменения, в том числе изменение климата, загрязнение и другие широко распространенные изменения окружающей среды, трансформируют виды растений, растущих в них, и не всегда так, как ожидали ученые, показало новое исследование, опубликованное в понедельник.
Луга составляют более 40 процентов свободных ото льда земель в мире. В дополнение к корму для выращенного человеком крупного рогатого скота и овец, пастбища являются домом для животных, которых нет больше нигде в дикой природе, таких как бизоны прерий Северной Америки или зебры и жирафы африканских саванн. Пастбища также могут содержать до 30 процентов углерода в мире, что делает их важными союзниками в борьбе с изменением климата. Однако изменения в растениях, образующих пастбища, могут поставить эти преимущества под угрозу.
"Хорошо ли это пастбище для крупного рогатого скота или оно хорошо хранит углерод?" сказал ведущий автор Ким Комацу, эколог лугов в Смитсоновском центре экологических исследований. «Действительно важно, какова идентичность отдельных видов… У вас может быть действительно захваченная сорняками система, которая не будет так полезна для тех услуг, от которых зависят люди».
Новая статья, метаанализ, опубликованный в Proceedings of the National Academy of Sciences, предлагает наиболее исчерпывающие на сегодняшний день данные о том, как деятельность человека меняет пастбищные растения. Команда изучила 105 экспериментов на пастбищах по всему миру. В каждом эксперименте проверялся как минимум один глобальный фактор изменения, например повышение уровня углекислого газа, повышение температуры, дополнительное загрязнение питательными веществами или засуха. В некоторых экспериментах рассматривались три или более типов изменений. Комацу и другие авторы хотели знать, изменились ли глобальные изменения в составе этих пастбищ, как в общем количестве присутствующих видов растений, так и в видах видов.
Они обнаружили, что пастбища могут быть на удивление труднопроходимыми - до определенной степени. В целом пастбища сопротивлялись последствиям глобальных изменений в течение первого десятилетия воздействия. Но как только им исполнилось 10 лет, их виды начали меняться. Половина экспериментов продолжительностью 10 лет и более выявила изменение общего числа видов растений, а почти три четверти - изменения видовых типов. Напротив, лишь одна пятая часть экспериментов, длившихся менее 10 лет, вообще выявила какие-либо изменения видов. Эксперименты, в которых изучались три или более аспекта глобальных изменений, также с большей вероятностью выявляли трансформацию пастбищ.
«Я думаю, что они очень, очень устойчивы», - сказала Меган Аволио, соавтор и доцент кафедры экологии в Университете Джона Хопкинса. «Но когда возникают условия, при которых они действительно меняются, изменение может быть действительно важным».
К удивлению ученых, идентичность видов пастбищ может резко измениться, не изменяя количество видов. На половине площадок, где изменились отдельные виды растений, общее количество видов осталось прежним. На некоторых участках изменились почти все виды.
«Количество видов - это такой простой и краткий способ понять сообщество… но он не принимает во внимание видовую идентичность», - сказал Аволио. «И мы обнаружили, что оборот может быть».
Для Komatsu это признак надежды на то, что большинство пастбищ смогут противостоять глобальным изменениям, вызванным экспериментальным путем, по крайней мере, в течение 10 лет.
"Они меняются достаточно медленно, чтобы мы могли предотвратить катастрофические изменения в будущем", - сказала она.
Однако время может быть не на нашей стороне. В некоторых экспериментах текущая скорость глобальных изменений трансформировала даже «контрольные участки», которые не подвергались экспериментально более высокому давлению глобальных изменений. В конце концов, многие из этих графиков выглядели так же, как и экспериментальные.
«Глобальные изменения происходят в масштабах, которые больше, чем эксперименты, которые мы проводим… Эффекты, которые мы ожидаем от наших экспериментальных результатов, мы начинаем видеть, что эти эффекты происходят естественным образом», - сказал Комацу.