Когда на сцену выходят инвазивные виды, все редко бывает черно-белым. Новая статья показала, что некоторые растения-захватчики могут помочь в борьбе с изменением климата, облегчая экосистемам хранение «голубого углерода» - углерода, хранящегося в прибрежной среде, такой как солончаки, мангровые заросли и водоросли. Но другие захватчики, особенно животные, могут сделать прямо противоположное.
«Мы знали о влиянии вторжений на другие аспекты этих мест обитания, но это был первый раз, когда мы действительно углубились в хранение синего углерода», - сказал Ян Дэвидсон, биолог по морским вторжениям из Смитсоновского центра экологических исследований. (SERC) и ведущий автор нового исследования. В то время как синий углерод стал модным словом в кругах, занимающихся вопросами изменения климата, он не упоминался во многих разговорах об инвазивных видах, особенно в морской сфере.
Доклад, опубликованный в понедельник, 1 октября, в журнале Global Change Biology, является первым метаанализом, в котором рассматривается исключительно морская среда обитания при решении проблемы вторжений и накопления углерода. Предыдущие исследования по хранению углерода были сосредоточены в основном на земных средах, таких как леса. Но болота и мангровые заросли могут накапливать углерод примерно в 40 раз быстрее, чем леса. По оценкам биологов, за последнее столетие мир потерял от 25 до 50 процентов мест обитания синего углерода, и каждый год исчезает еще 8000 квадратных километров. Понимание этих экосистем имеет решающее значение, поскольку политики работают над смягчением последствий как изменения климата, так и воздействия инвазивных видов.
«В настоящее время получение углеродных кредитов в лесах является частью глобальных решений по изменению климата», - сказала соавтор Кристина Симканин, также морской биолог из SERC. «Но для среды обитания с голубым углеродом, морской вариант, материализовался медленнее».
Дэвидсон, Симканин и два ирландских биолога (Грейс Котт, эколог водно-болотных угодий в Университетском колледже Корка, и Джон Девани, постдоктор Тринити-колледжа в Дублине) объединились для проведения исследования. Они собрали данные из 104 различных исследований, охватывающих 345 сравнений по всему миру. Каждое исследование сравнивало зараженную экосистему синего углерода с аналогичной нетронутой. Ученые использовали данные, чтобы подсчитать, насколько растительная биомасса или почвенный углерод изменились в каждом месте в присутствии захватчика. Со временем резервуары биомассы растительного происхождения могут быть преобразованы в ценные «поглотители» голубого углерода, которые заперты в почве под этими местами обитания.
Но когда исследователи подсчитали цифры, они обнаружили, что инвазивные виды не попадают ни в один лагерь. Когда вторглись самые мощные растения - те, которые Дэвидсон назвал «инженерами экосистем», - биомасса резко возросла. При увеличении на 117 процентов они более чем удвоили биомассу экосистемы и потенциал для хранения углерода. Причина, по словам авторов, заключается в том, что большинство этих растений были похожи на виды, которые они узурпировали (например, новый вид мангровых деревьев, проникающих в мангровые леса, или тростник, подобный фрагмитам, проникающим в солончаки). Поскольку захватчики росли крупнее и быстрее, чем местные виды, экосистема в целом могла хранить больше углерода.
«Когда в систему входят эти по сути «инженеры экосистем», они не только помогают строить среду обитания, но и делают это более агрессивно и эффективно», - сказал Дэвидсон.
Однако не все растения были так полезны. Когда на смену пришли более непохожие друг на друга растения, например водоросли, вторгшиеся в заросли морских водорослей, биомасса упала более чем на треть. А животные сократили биомассу почти вдвое, оставив экосистемы гораздо более слабыми поглотителями синего углерода.
«Интродуцированные животные, по сути, идут туда, поедая, вытаптывая, разрезая и уничтожая биомассу», - сказал Дэвидсон.
Солончаки, казалось, получили самый большой прирост биомассы от своих захватчиков, в среднем около 91 процента. Отчасти это произошло потому, что большинство захватчиков солончаков относились к категории растений «инженер экосистем». Однако, как отмечают авторы, солончаки составляют огромную часть данных, которые они смогли проанализировать. Морским травам и мангровым зарослям уделялось гораздо меньше внимания, поэтому у исследователей было не так много информации, на которую они могли бы опереться.
Авторы также предостерегают от того, чтобы рассматривать инвазивные виды как маловероятных героев. Накопление углерода - это один из показателей, который могут улучшить некоторые захватчики, но менеджерам все же необходимо учитывать другие последствия, которые могут оказывать захватчики, такие как утрата биоразнообразия или сокращение среды обитания. Реальный вопрос, по словам авторов, заключается в том, как управлять средой, где инвазивные виды уже закрепились, и оценить истинные затраты и выгоды от искоренения.
«Никто не призывает: «Давайте внедрять Phragmites, потому что они растут очень быстро и здорово, и давайте увеличим здесь запасы углерода», - сказал Симканин. «Мы говорим о том, как наилучшим образом управлять системами, которые уже подвержены влиянию человека, и как это сделать с точки зрения того, какие функции вы хотите сохранить или какие считаете наиболее важными."
«Управляющие экосистемами столкнутся с решением об искоренении или контроле инвазивных видов», - сказал Котт. «Информация, содержащаяся в этом исследовании, может помочь менеджерам принять решение о том, является ли накопление углерода функцией, которую они хотят улучшить».