Низкоинтенсивные луга лучше справляются с последствиями изменения климата
Изменение климата окажет значительное влияние на биоразнообразие и продуктивность лугов и пастбищ. Однако, согласно результатам масштабного эксперимента по изучению климата и землепользования, степень этих изменений зависит от интенсивности использования земель. Исследователи из UFZ (Центр исследований окружающей среды им. Гельмгольца) и iDiv (Немецкий центр интегративных исследований биоразнообразия) обнаружили, что луга, оптимизированные под высокую урожайность, реагируют на периоды засухи гораздо чувствительнее, чем менее интенсивно используемые луга и пастбища.
Как говорится в статье, недавно опубликованной в Global Change Biology, это может иметь экономические последствия для затронутых фермеров. Луга — одна из важнейших и самых распространенных экосистем на Земле. Эти открытые ландшафты с травами и разнотравьем не только покрывают более четверти всей суши, но и хранят не менее трети наземного углерода, имеют решающее значение для производства продовольствия и могут быть чрезвычайно богаты видами на относительно небольшой площади.
Долгое время было ясно, что лугам во всем мире угрожают два изменения окружающей среды. В Европе луга сейчас гораздо сильнее удобряют, чаще косят и интенсивнее выпасают скот. Кроме того, фермеры часто засевают лишь несколько сортов трав, обещающих особенно высокий урожай. Эта интенсификация землепользования коренным образом меняет видовой состав и функциональность лугов. То же самое относится и к изменению климата, которое считается второй по величине угрозой для этих экосистем.
«Что делает наше исследование уникальным, так это то, что мы изучали взаимодействие обоих факторов», — объясняет первый автор, биолог д-р Лотте Коррелл. Это стало возможным благодаря крупномасштабному и долгосрочному эксперименту UFZ в Бад-Лаухштедте под Галле — Global Change Experimental Facility (GCEF). Он включает 50 участков, на которых применяется разная интенсивность землепользования, а с помощью мобильных крышных систем можно манипулировать температурой и количеством осадков.
Для нового исследования была собрана восьмилетняя серия данных этого эксперимента, включавшая три самых засушливых года в регионе с начала наблюдений. Эти засухи оказали на растения гораздо более сильное влияние, чем экспериментально смоделированное изменение климата. Однако в обоих случаях тенденция была одинаковой: богатые видами луга, которые редко косят или на которых выпас скота невелик, намного лучше переносили жару и засуху, чем интенсивно используемые высокопродуктивные луга.
«Это, вероятно, связано, среди прочего, с разнообразием видов», — говорит Коррелл. На менее интенсивно используемых участках GCEF росло разнообразное сообщество из более чем 50 местных трав и разнотравья. На интенсивных лугах в начале эксперимента были засеяны лишь пять сортов трав, рекомендованных фермерам Саксонии-Анхальт для более сухих участков. Поскольку такие травы выведены для максимальной урожайности и интенсивно удобрялись, эти луга изначально были продуктивнее. Однако они могли использовать это преимущество только в благоприятных климатических условиях и хуже переносили засуху. В засушливые периоды травы на интенсивных лугах отмирали, а их место занимали другие виды, такие как звездчатка средняя, пастушья сумка, одуванчик и герань мелкоцветковая.
«В основном это малолетние виды, которые выживают в виде семян», — поясняет старший автор, биолог д-р Харальд Ауге. Когда более конкурентоспособные растения гибнут от засухи, эти виды получают возможность занять их место. Этот сдвиг в видовом составе не приветствуется фермерами, так как большинство новых растений имеют более низкое кормовое качество, а часто встречавшийся в эксперименте крестовник обыкновенный и вовсе ядовит. Всё это снижает продуктивность земли.
«Однако изменение климата может ускорить эту необходимость и привести к дополнительным затратам», — говорит Коррелл. Фермеры, имеющие только интенсивные луга, в таких условиях менее способны планировать и несут больший экономический риск. Низкоинтенсивные же луга и пастбища не только вносят важный вклад в сохранение биоразнообразия, но и помогают стабилизировать продуктивность лугов в условиях изменения климата.