Боротьба з природними пожежами призвела до несподіваних змін у трав’янистих спільнотах

Обкладинка журналу Nature за 7 лютого 2013 року, присвячена обговорюваній статті. Напис свідчить: «Палаючий номер. Контрольовані екосистеми, які втрачають видове розмаїття, можуть впасти в колапс при несподіваному стресовому впливі «

Вивчення трав «янистої рослинності дубових редколесій (іноді називаються дубовими саваннами) в районі Ванкувера (Британська Колумбія, Канада) показало, що боротьба з природно виникаючими пожежами, що ведеться з середини XIX століття, спричинила низку серйозних змін у рослинній спільноті. Частина видів зникла, хоча при цьому була досягнута висока і стабільна продукція інших. Система стала нагадувати сільськогосподарське угіддя досить високої продуктивності. При цьому вона була стійка до вторгнення інвазійних (чужорідних) видів і кліматичних змін. Для того щоб краще зрозуміти значення пожеж, дослідники на деяких ділянках влаштовували спеціальні пали лугової рослинності і спостерігали за подальшими змінами. З’ясувалося, що трави добре відновлювалися після пожежі тільки там, де зберігалися залишки вихідної рослинності. Очевидно, що тривалий вплив людини призводить до того, що багато наземних екосистем стають гомогенними, але при цьому втрачають здатність протистояти різким зовнішнім змінам.

Як і в багатьох інших аналогічних випадках, тривале підтримання людиною лугових спільнот в районі Ванкувера (Британська Колумбія, Канада) запобігало природно виникаючі пожежі. В результаті за 150 років подібної практики тут сформувалося інше співтовариство, що характеризується високою і стабільною біомасою, представленою в основному видами-вселенцями.

Починаючи з 2000 року канадський дослідник Макдугалл (Mac Dougall) спільно з колегами ввели на деяких ділянках експериментальні пали рослинності: в одному випадку з 5-річними інтервалами, в іншому — з 10-річними. Результати вийшли дещо несподіваними: у відсутність пожежі за 10 років відзначено негативний зв’язок між стабільністю і різноманітністю рослинності. Різноманітність була невисокою, оскільки в спільноті домінували завезені злаки. Такі спільноти є фактично монокультурою, яка в принципі може бути нестабільною (наприклад, через внутрішньовидову конкуренцію або напад ворогів — фітофагів).

Але в даному випадку ці ефекти були ослаблені постійним контролем з боку людини: стабільність всього співтовариства забезпечувалася висотою рослинного покриву: 157,3 см у разі завезених (інвазійних) видів, і 67,6 см — місцевих (тубільних) видів. При домінуванні інвазійних видів до поверхні землі доходить дуже мало світла, що обмежує зростання місцевих видів і перешкоджає появі дерев (їм завжди потрібно багато світла на стадіях проростання).

Експериментальний впав рослинності призвів до колапсу спільноти, а саме, до швидкого домінування інвазійних видів, насамперед — появи дерев.

Зліва дві фотографії дубового редколісся: нагорі — ділянка з високим видовим розмаїттям трав’янистого покриву (відповідає вихідному типу рослинності, до втручання людини); внизу — ділянка з низьким видовим розмаїттям (відповідає зміненій рослинності, головним чином через відсутність пожеж). Графіки праворуч показують коливання рік від року біомаси трав’янистої рослинності в разі високого видового розмаїття (верхнє поле графіка) і низької видової різноманітності (нижнє поле графіка). Добре видно, що біомаса коливається в першому випадку, але практично постійна в другому). Синім кольором показана загальна біомаса, червоним — біомаса злаків, зеленим — маса підстилки. Ріс. з обговорюваної статті в Nature

Результати проведеного дослідження наочно показують, як постійний вплив людини може гомогенізувати (вирівнювати) структуру і функціонування екологічної системи, водночас послаблюючи компенсаторні механізми, необхідні іноді для реакції на раптове порушення. Оскільки багато наземних екосистем відчувають вирівнювання в результаті тривалого впливу людини, вони також можуть бути схильні до раптових зовнішніх впливів, але результат буде видно вже після того, як станеться колапс.

Джерело: A. S. MacDougall, K. S. McCann, G. Gellner, R. Turkington Diversity loss with persistent human disturbance increases vulnerability to ecosystem collapse // Nature. 2013. V. 494. P. 86–89.

Олексій Гіляров