Acacia longifolia, произрастающая в Австралии, выращивалась в Португалии в основном для укрепления дюн и в качестве декоративного растения; теперь он бесконтрольно распространился в Португалии и во многих экосистемах по всему миру. Это по-разному влияет на местные виды. Из-за симбиоза с бактериями на своих корнях Acacia longifolia может использовать атмосферный азот из воздуха; он также быстро растет и производит много биомассы. Это означает, что он добавляет азот в экосистему дюн с низким содержанием питательных веществ, давая ей непреднамеренное удобрение. Акация также потребляет больше воды, чем местные виды. Группа исследователей во главе с экологами профессорами Кристианой Вернер и Кристин Хеллманн в сотрудничестве с учеными из университетов Мюнстера и Гамбурга разработала новый подход к определению степени, в которой физическое окружение влияет на взаимодействие акации с другими растениями. Их выводы были опубликованы в журнале Scientific Reports.
Исследователи разработали концепцию, которая также может включать в себя исходную информацию, такую как тип почвы, наличие питательных веществ, интенсивность света, ветер и влажность почвы. Такие модели могут помочь лучше понять взаимодействие акаций и других растений и улучшить планирование стратегий управления акациями.
Взаимодействие между растениями и их биотической и абиотической средой оказывает ключевое влияние на структуру и функции экосистем. Чтобы определить силу и пространственное влияние таких взаимодействий, команда использует стабильные изотопы - тяжелые, нерадиоактивные формы элементов. То, как часто они встречаются в материалах по сравнению с гораздо более распространенными легкими изотопами, может варьироваться в зависимости от местоположения. Таким образом, измерение изотопного соотношения может предоставить информацию о том, где и как появился материал.
Isoscapes - от слов «isotope» и «landscape» - это карты, показывающие, как изотопы распределяются по ландшафту. Команда применила изоскейпы на основе листового материала местных видов, чтобы показать, где высока доля азота, вносимого акацией, и где интродуцированные виды влияют на рост других видов - либо положительно, добавляя азот, либо отрицательно, конкурируя за вода. До сих пор исследователи рассматривали только виды растений и их близость друг к другу. Но поскольку это, по мнению ученых, неадекватно отражает неоднородность экосистемы, теперь они включили другие факторы, такие как топографические данные дистанционного зондирования.
Результаты показывают, что взаимодействие между акацией и местными растениями зависит не только от вида, но и от местоположения. Чтобы сделать каждый эффект измеримым, в качестве индикатора используется соотношение изотопов азота. Это означает, что определяется количество различных изотопов азота в листьях растений. Соотношение изотопов дает информацию о том, откуда взялся азот - был ли он привнесен акацией или образовался из незатронутой системы. Модель, представленная исследователями, до сих пор использовалась только для Acacia longifolia в Португалии, но в будущем она может быть перенесена на другие растения в других регионах. Подобные подходы могут повысить способность описывать, объяснять и понимать сложные взаимосвязи и динамику в природных экосистемах.