Давление со стороны травоядных ускоряет коллапс экосистем от засухи

Экстремальные засухи, усиленные потеплением климата, всё чаще приводят к коллапсу экосистем по всему миру. Однако модели, используемые учёными для прогнозирования точек перехода, при которых стресс от засухи вызывает крах экосистемы, оказались ненадёжными и слишком оптимистичными.

Новое исследование учёных из Университета Дьюка и Пекинского педагогического университета может объяснить, почему. Исследователи обнаружили, что эти точки перехода могут наступить гораздо раньше, чем предсказывают текущие модели, из-за дополнительного давления, которое на ослабленные засухой растения оказывают пасущиеся животные и грибковые патогены.

«Наша работа предоставляет первые экспериментальные доказательства из реального мира того, что эти естественные враги растений могут играть драматическую роль в снижении точки перехода экосистем, уничтожая ослабленную засухой растительность и препятствуя её восстановлению», — сказал Брайан Р. Силлимэн, доцент морской биологии охраны природы имени Рэйчел Карсон в Школе окружающей среды Николса при Университете Дьюка.

Полевые работы проводились в 2009–2015 годах в солончаковых маршах в дельтах рек Хуанхэ и Ляохэ в Китае. После экстремальной засухи 2011 года учёные провели серию экспериментов, чтобы проверить, как давление интенсивного выпада крабов — главных естественных врагов растений в этих маршах — влияет на устойчивость к засухе и восстановление после неё.

«На тестовых участках, где крабы были исключены, потеря растительности была значительно ниже, и многие растения могли пережить засуху. Они временно отмирали, но быстро восстанавливались после её окончания», — сообщил Цян Хэ, постдок в лаборатории Силлимэна. «Но на контрольных участках выпас крабов уничтожал растения, ослабленные засухой, что приводило к почти полной потере растительности». В районах, доступных для крабов, восстановление растительности затянулось как минимум на четыре года после окончания засухи 2011 года.

Силлимэн отметил, что выводы, вероятно, актуальны и для многих других экосистем: растения в лесах и на пастбищах также могут быть уничтожены естественными врагами, такими как насекомые и грибковые патогены, во время засух. Предварительный обзор случаев гибели растений, связанных с засухой, в других экосистемах мира показал, что более половины из них могли быть усугублены каким-либо типом естественного врага.

«Проблема в том, что большинство моделей устойчивости растений, которые мы сейчас используем для прогнозирования этих исходов, основаны на лабораторных или физиологических исследованиях и часто не учитывают кумулятивные эффекты одновременных стрессоров, таких как засуха и давление со стороны естественных врагов. В результате экосистемы гибнут задолго до того, как это предсказывают наши модели», — заключил Силлимэн. Результаты исследования опубликованы 6 января в рецензируемом журнале Ecology Letters.