Экзотические виды растений изменяют производительность экосистем
Совместная публикация немецких и американских биологов в журнале Ecology Letters сообщает о росте производства биомассы в экосистемах, колонизированных неместными видами растений. В условиях перемены климата эти и другие изменения в экосистемах, по прогнозам, станут более частыми – пишет sciencedaily.com.
Во всем мире виды растений и животных все чаще посягают на экосистемы, к которым не принадлежат, в результате антропогенного воздействия. Это явление называют биологическим вторжением. Наблюдательные исследования таких биологических инвазий показывают, что вторжение чужеродных видов растений может изменять экосистемы. Одним из важных аспектов этого процесса является производство биомассы: по сравнению с нетронутыми экосистемами, продуктивность экосистем с неместными видами значительно выше. «Однако в таких чисто наблюдательных исследованиях не представляется возможным определиться с причиной и следствием», говорит д-р Харальд Ауге из Центра экологических исследований им. Гельмгольца (UFZ). «Вопрос заключается в том, предпочитают ли экзотические виды растений заселять более продуктивные экосистемы, или же повышение производительности является результатом вторжения».
Чтобы добраться до сути этого вопроса, исследователи из UFZ объединили свои усилия с коллегами из Университета имени Мартина Лютера Галле-Виттенберг, университета Монтаны, Университета Калифорнии и Лесной службы США и инсценировали вторжения путем создания экспериментальных участков в трех разрозненных пастбищных регионах - в Центральной Германии, Монтане и Калифорнии - на которых были посеяны 20 местных видов растений (из соответствующего региона) и 20 экзотических видов растений. Ученые расследовали, способны ли и в какой степени растительноядные небольшие млекопитающие, такие как мыши, полевки или суслики, а также механические воздействия на почву, влиять на способность к колонизации экзотических видов растений.
«Схема эксперимента была точно такой же для всех трех регионов, чтобы обеспечить сопоставимость. Мы хотели выяснить, играют ли роль вышестоящие отношения, независимо от землепользования, сочетания видов и климатических различий», объясняет д-р Ауге. Когда экспериментальные участки не подлежали никакому механическому вмешательству и травоядные зверьки имели открытый доступ к участкам, то не было обнаружено никаких различий между тремя регионами в их реакции на посев экзотических видов: производство биомассы было только слегка более высоким, чем для экосистем с исключительно местными видами растений, и восприимчивость к вторжению была низкой. «Травоядные зверьки действительно удивили нас», говорит д-р Ауге. «Их присутствие и аппетит в значительной степени ответственны за устойчивость лугов к вторжению экзотических видов растений».
Если травоядные зверьки были исключены из ситуации с помощью ограждений или механического нарушения почвы (или сочетанием способов), то результаты значительно отличались: экосистемы оказались менее устойчивы к вторжениям, и производство биомассы стало значительно выше. «Ученых озадачило то, что увеличение производительности происходило во всех трех, полностью несопоставимых (с точки зрения климата) регионах. Следовательно, кажется, существует некое универсальное явление: экзотические виды растений не обязательно предпочитают более продуктивные экосистемы - их экзотическое происхождение как таковое приводит к увеличению производства биомассы, которое, таким образом, является эффектом, а не причиной вторжения», резюмирует доктор Ауге.
До сих пор не было никакого объяснения относительно того, почему экзотические виды растений увеличивают производство биомассы так резко. Вполне возможно, что только особенно продуктивные и конкурентоспособные неместные виды в состоянии успешно обосноваться в новой области. Еще одной причиной может быть отсутствие паразитов и патогенных микроорганизмов, специализирующихся на этих видах. Для исследования долгосрочных реакций травяных экосистем на подселение неместных видов растений исследователи планируют будущие исследования по дальнейшему развитию видов на экспериментальных участках. Доктор Ауге: «Мы предполагаем, что неместные виды будут все больше вытеснять «туземцев» из экосистем - сокращение видового богатства будет означать еще одно резкое изменение в естественных экосистемах».