Материалы портала «Научная Россия»

Ученые выяснили, какие факторы влияют на изменения растительного покрова планеты

Ученые выяснили, какие факторы влияют на изменения растительного покрова планеты
Международный коллектив ученых с участием сотрудника МГУ имени М.В.Ломоносова объединил данные 105 экспериментов по искусственному воздействию на растительный покров в разных биомах планеты

Международный коллектив ученых с участием сотрудника МГУ имени М.В.Ломоносова объединил данные 105 экспериментов по искусственному воздействию на растительный покров в разных биомах планеты и провел тщательный мета-анализ собранного материала. Оказалось, что краткосрочное воздействие различных факторов на растительный покров почти не приводит к существенным изменениям растительности, а яркие явления проявляются после 10-го года воздействия. Ученые также выявили, какие растительные сообщества наиболее уязвимы и какие факторы оказывают на растительность наибольшее влияние. Подобные исследования необходимы, чтобы предсказать изменение облика растительности планеты и функций, которые он выполняет, в контексте глобальных изменений климата. Результаты комплексного исследования опубликованы в престижном научном журнале PNAS.

Около 10 000 лет назад, после неолитической революции, деятельность человека стала одним из важнейших факторов, определяющих ландшафты планеты. Опосредованно антропогенное воздействие привело к засолению и опустыниванию когда-то плодородных территорий Месопотамии, многие саванны Африки также стали безжизненными пустынями. После индустриальной революции человеческая деятельность стала ещё более весомым драйвером глобальных изменений облика планеты.

В современной научной парадигме у экспертов нет сомнения, что влияние человека на ландшафты и климат существенно. Однако какие именно факторы способствуют изменениям изучено неполно. Международный коллектив исследователей решил разобраться, какие факторы человеческой деятельности влияют на растительный покров планеты. Для этого ученые собрали базу данных, объединившую 105 экспериментов по искусственному воздействию на растительные сообщества. География этих экспериментов охватывает 52 точки во всех природных зонах.

«Исследования такого рода важны, поскольку только они обобщают результаты многих экспериментов, проведенных различными учеными во многих странах мира, что позволяет делать глобальные выводы для динамики экосистем нашей планеты», — отметил один из авторов исследования, заведующий кафедрой экологии и географии растений МГУ Владимир Онипченко.

В базу данных для мета-анализа вошли крайне разные эксперименты: в одних ученые искусственно обогащали почву определенными элементами минерального питания, в других — подвергали экспериментальные площадки засухе или искусственно нагнетали на них углекислый газ, в третьих — огораживали растения от травоядных животных. Всего же разновидностей воздействия было 438. Отдельные эксперименты были нацелены на изучение комплексного влияния одновременно нескольких факторов.

В частности, учёные выявили закономерность, что воздействие факторов приводит к изменениям растительного покрова с временной задержкой (лагом). При длительности экспериментов больше десяти лет на экспериментальных луговых площадках одни виды растений замещались другими, при этом флористическая насыщенность — то есть число видов на единицу площади — оставалась примерно неизменной. В некоторых долгосрочных экспериментах под воздействием изменения условий среды видовой состав сменился полностью, однако флористическая насыщенность осталась прежней.

Когда растительные сообщества подвергались воздействию сразу нескольких факторов, изменения в видовом составе растительных сообществ наблюдались быстрее и характер изменений был более значительным. Если действие одного фактора приводило к частичному замещению одних видов другими, то при комплексном воздействии облик сообщества изменялся более значительно.

«Наш коллектив уже более двадцати лет проводит эксперимент по изменению высокогорных сообществ Кавказа под влиянием обогащения почвы элементами минерального питания и снятия водного стресса, — рассказал Владимир Онипченко. — Мы выяснили, что перестройка сообществ в этих условиях происходит почти исключительно за счет изменения соотношения между видами, но не внедрения новых видов. В луговых сообществах резко усиливается роль исходно доминирующих видов и может снижаться видовое разнообразие».

Видовой состав растительных сообществ напрямую определяет спектр экосистемных услуг, которые может оказывать биотоп. Так, одни биотопы более пригодны для выпаса или сенокошения, когда другие эффективно аккумулируют атмосферный углерод, а третьи могут служить местом для рекреации. Подобные исследования позволяют предсказать, к каким экологическим последствиям может привести деятельность человека и глобальные изменения климата.

В исследовании приняли участие 75 научных организаций со всего мира. Россия представлена в этом масштабном проекте коллективом кафедры экологии и географии растений биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Фото 1.  Участник кавказской экспедиции кафедры экологии и географии растений поливает экспериментальные участки на альпийских лугах для снятия водного стресса растений // Источник: Владимир Онипченко, МГУ

антропогенное воздействие биотопы растительный покров

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.