Влияние экзотических растений на экосистему

В своей совместной публикации в журнале «Ecology Letters» немецкие и американские биологи сообщили о росте производства биомассы в экосистемах, колонизированных неаборигенными видами растений. Если верить прогнозам исследователей, то эти и другие изменения экосистем в условиях изменения климата лишь участятся.

Во всем мире в результате антропогенного воздействия различные виды растений и животных все чаще посягают на экосистемы, к которым они не принадлежат. Данное явление известно как биологическая интродукция. Наблюдательные исследования биологической интродукции показывают, что вторжение чужеродных видов растений может изменять экосистемы. Одним из важных аспектов данного явления считается производство биомассы: по сравнению с нетронутых экосистемами, продуктивность экосистем с неаборигенными видами значительно выше.

Однако, в рамках подобных, чисто наблюдательных, исследований не представляется возможным разграничить причину и следствие, – отмечает доктор Харальд Ауге из Центра экологических исследований Гельмгольца. – Вопрос заключается в том, предпочитают ли экзотические виды растений заселять более продуктивные экосистемы, или повышение производительности является результатом вторжения.

Чтобы добраться до сути этого вопроса, немецкие исследователи объединили свои усилия с коллегами из Университета Мартина Лютера в Галле- Виттенберге, Университета Монтаны, Университета Калифорнии и из Службы охраны лесов США, и организовали вторжения чужеродных видов растений на специально созданных экспериментальных площадках в трех различных лугопастбищных регионах – в Центральной Германии, в Монтане и в Калифорнии, для чего учёные высадили 20 местных видов растений (из соответствующего региона) и 20 экзотических видов растений. Исследователи внимательно изучили, в какой степени и могут ли вообще небольшие растительноядные млекопитающие, такие как мыши, полевки или суслики, а также механические воздействия на почву, повлиять на способность экзотических видов растений к колонизации.

В целях обеспечения сопоставимости, схема эксперимента была одинаковой для всех трех регионов. Мы хотели выяснить, играли ли значимую роль отношения высшего порядка, независимо от землепользования, видового состава и климатических различий, – объясняет доктор Ауге.

После того как экспериментальные площадки не поддались механическим нарушениям, и когда травоядным зверькам был открыт доступ на поля, учёные не обнаружили никаких различий между тремя регионами в их реакцией на посев экзотических видов: производство биомассы было лишь немного выше, по сравнению с экосистемами с исключительно местными видами растений, и восприимчивость к вторжению также была невысокой.

Нас действительно удивили травоядные зверьки, – признаёт доктор Ауге. –Их присутствие и аппетит в значительной степени отвечает за устойчивость лугов к вторжению экзотических видов растений.

А вот если травоядные зверьки исключались из эксперимента с помощью различных ограждений или происходило механическое нарушение почвы, то результаты отличались значительно: ​​экосистемы демонстрировали меньшую устойчивость к вторжениям, а производство биомассы становилось значительно выше.

Нас сильно смутил тот факт, что увеличение производительности происходило во всех трех (с точки зрения климата) полностью несопоставимых регионах. Из этого следует, что мы имеем дело с универсальным явлением: экзотические виды растений не обязательно предпочитают более продуктивные экосистемы – их экзотическое происхождение само по себе приводит к увеличению производства биомассы, что, следовательно, может считаться эффектом, а не причиной вторжения, – резюмирует доктор Ауге.

До сих пор не существовало объяснения того, почему экзотические виды растений так резко увеличивают производство биомассы. Вполне возможно, что только особенно продуктивные и конкурентоспособные неаборигенные виды в состоянии успешно адаптироваться в новой области.

Еще одной причиной может быть отсутствие паразитов и патогенных микроорганизмов, специализирующихся именно на этих видах. Для исследования долгосрочных реакции травяных экосистем на привнесение неаборигенных видов растений учёные планируют проведение дальнейших исследований по развитию видов на экспериментальных площадках.

Доктор Ауге высказал предположение, что экзотические виды будут все больше вытеснять местные растения из экосистемы – и сокращение видового богатства будет означать еще одно серьёзное изменение в естественных экосистемах.