В местах, где человек более интенсивно использует пастбища, уменьшается не только видовое разнообразие - ландшафт также становится более однообразным, и в конечном итоге везде остаются одни и те же виды. Это приводит к тому, что природа больше не может предоставлять свои «услуги», которые варьируются от формирования почвы для производства продуктов питания до борьбы с вредителями. Под руководством Мюнхенского технического университета (TUM) 300 ученых впервые изучили последствия интенсификации землепользования для различных групп видов на ландшафтном уровне.
Обычно каждый луг уникален, и разные виды способны найти где-нибудь подходящую среду обитания. Интенсивное землепользование человеком приводит к уменьшению числа отдельных растительных сообществ на пастбищах, которые, следовательно, могут поддерживать все меньше и меньше видов: это катализатор растущей потери видов. В предыдущих исследованиях изучались только отдельные группы видов, например птиц, в пределах определенного местообитания и только на определенной территории. Но разве локальная потеря видов не имела бы гораздо большего эффекта, если бы ее изучали в более широком пространственном масштабе и рассматривали в контексте всего разнообразия жизни - от одноклеточных организмов до позвоночных?
В исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые проанализировали и оценили уникальный набор данных, имея в виду именно этот вопрос. Впервые были предоставлены статистические данные о том, что интенсивное использование привело к тому, что все пастбища стали однородными и смогли обеспечить среду обитания только для нескольких видов, и это подтвердилось во всех регионах.
«Данные получены из исследований биоразнообразия, которые финансируются Немецким исследовательским фондом (DFG) и были собраны со 150 пастбищных угодий, начиная с 2008 года», - говорит профессор Вольфганг Вайссер из Исследовательской группы наземной экологии в ТУМ., который также является одним из основателей этого фокус-проекта. «Вероятно, это самые полные экологические полевые исследовательские площадки в Европе», - говорит Вайссер.
4, 000 видов, оцененных для исследования
Области исследований, данные которых использовались в исследовании, 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 возделываются фермерами типичным для Европы образом. С помощью инновационной статистической процедуры было проанализировано более 4000 видов. Этот новый метод позволяет отслеживать нелинейные эффекты несхожести видовых сообществ между пастбищными угодьями вдоль непрерывного градиента землепользования (скашивание травы, внесение удобрений и выпас скота).
Данные по пищевой цепи варьировались от одноклеточных почвенных организмов до птиц
Уникальным в этом случае было то, что также были включены данные от организмов в земле, таких как бактерии, грибы и многоножки. «Впервые мы исследовали все группы видов по пищевой цепочке на пастбищах с различными формами землепользования в различных регионах», - сказал д-р Мартин М. Госснер, ведущий автор исследования, который сейчас работает в Швейцарский федеральный исследовательский институт WSL. Виды были разделены на двенадцать групп в зависимости от их положения в пищевой цепи и от того, живут ли они над землей или под землей. Например, одна группа надземных видов - это первичные продуценты, которые в основном состоят из растений. Другие группы включают травоядных и опылителей растений, а также их хищников.
Даже умеренное землепользование приводит к исчезновению видов
Выводы показали, что не имеет значения, используются ли пастбища людьми умеренно или интенсивно. Например, проводилось различие между участками, где траву косили два или четыре раза в год. «По нашим наблюдениям, гомогенизация видов не происходит пропорционально интенсивности использования. Вместо этого даже умеренное управление пастбищами приводит к тому, что межрегиональные сообщества сводятся к одним и тем же, менее требовательным универсалам», - сказал Госснер. «дальнейшее увеличение интенсивности использования просто не дает сравнительно большого эффекта».
Пример вида, требующего особого ухода: обыкновенный щитомордник (Ononis repens, на фото) является растением-хозяином для насекомого Macrotylus paykulli, которое питается его соком, а иногда также насекомыми, которые прилипают к железистым волоски Ononis repens. Если обыкновенный щитомордник становится все более редким из-за выращивания обычных видов трав с высокой кормовой ценностью, у Macrotylus paykulli больше нет подходящей среды обитания, и в конечном итоге оба вымирают. Это означает, что даже незначительная интенсификация использования лугов и пастбищ делает невозможным выживание многих видов флоры и фауны, таких как обыкновенный щитомордник и Macrotylus paykulli, в результате чего остаются только те виды, у которых нет особых требований к растениям-хозяевам. или абиотические условия окружающей среды. Этот эффект называется «биотической гомогенизацией». «Более интенсивное скашивание является основной причиной биотической гомогенизации», - сказал профессор Эрик Аллан из Бернского университета, старший автор исследования.
«Новым здесь является обнаружение того, что гомогенизация видов происходит в разных ландшафтах, тем самым уменьшая разнообразие видов на региональном и национальном уровне, - сказал Госснер, - что, вероятно, является более значительным следствием интенсификация землепользования, чем только локальная потеря видов».
Меньшее взаимодействие между видами изменяет экосистему
Следовательно, лугопастбищные угодья, которые экстенсивно возделываются людьми, имеют важное значение для защиты видового разнообразия, потому что снижение видового разнообразия также приводит к уменьшению взаимодействия между отдельными видами: использования, - говорит Госснер, - что в конечном итоге приводит к смещению и изменению процессов в экосистеме."
Только тогда, когда как можно больше видов смогут найти уникальные места обитания, которые им необходимы на больших территориях, «экосистемные услуги», улучшающие благосостояние человека, могут оставаться нетронутыми. Потому что «услуги природы» помогают увеличить производство продуктов питания, например, улучшая почвообразование, но они также помогают контролировать вредителей.