Много внимания уделялось тому, как изменение климата может привести к утрате биоразнообразия
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) показали, что верно и обратное: сокращение биоразнообразия может поставить под угрозу один из самых мощных рычагов Земли для смягчения климатических изменений.
В статье, опубликованной в PNAS, исследователи продемонстрировали, что после вырубки лесов естественно восстанавливающиеся тропические леса со здоровыми популяциями животных, распространяющих семена, могут поглощать до четырёх раз больше углерода, чем аналогичные леса с меньшим количеством таких животных.
Поскольку тропические леса в настоящее время являются крупнейшим на Земле наземным поглотителем углерода, полученные данные улучшают наше понимание мощного инструмента борьбы с изменением климата.
«Результаты подчёркивают важность животных для поддержания здоровых, богатых углеродом тропических лесов», — говорит Эван Фрике, научный сотрудник MIT и ведущий автор нового исследования. «Когда численность животных, распространяющих семена, снижается, мы рискуем ослабить способность тропических лесов смягчать климат».
Исследования показывают важную роль животных в поглощении углерода тропическими лесами
Соавторами Фрике в статье являются Сезар Террер, доцент MIT; Чарльз Харви, профессор MIT в области гражданского строительства и экологической инженерии; и Сьюзан Кук-Паттон из организации The Nature Conservancy.
Исследование объединяет широкий спектр данных о биоразнообразии животных, их перемещениях и распространении семян у тысяч видов животных, а также данные об аккумуляции углерода на тысячах участках тропических лесов.
Исследователи говорят, что результаты являются наиболее ясным доказательством того, что животные, распространяющие семена, играют важную роль в способности лесов поглощать углерод, и что полученные данные подчёркивают необходимость решения проблем утраты биоразнообразия и изменения климата как взаимосвязанных частей хрупкой экосистемы, а не отдельных проблем.
«Было ясно, что изменение климата угрожает биоразнообразию, и теперь это исследование показывает, как утрата биоразнообразия может усугубить изменение климата», — говорит Фрике. «Понимание этой двусторонней связи помогает нам понять взаимосвязь между этими проблемами и способы их решения. Это задачи, которые нам необходимо решать одновременно, и вклад животных в поглощение углерода тропическими лесами показывает, что возможно достичь положительных результатов, поддерживая биоразнообразие и борясь с изменением климата одновременно».
В следующий раз, когда вы увидите видео, как обезьяна или птица лакомятся фруктами, подумайте о том, что животные на самом деле играют важную роль в своих экосистемах. Исследования показали, что, переваривая семена и испражняясь в другом месте, животные могут способствовать прорастанию, росту и долгосрочному выживанию растений.
Фрике изучает животных, распространяющих семена, уже почти 15 лет. Его предыдущие исследования показали, что без распространения семян животными у деревьев снижается выживаемость и им труднее адаптироваться к изменениям окружающей среды.
«Сейчас мы больше думаем о том, какую роль животные могут играть в изменении климата посредством распространения семян», — говорит Фрике. «Мы знаем, что в тропических лесах, где более трёх четвертей деревьев полагаются на животных для распространения семян, сокращение их численности может повлиять не только на биоразнообразие лесов, но и на их способность восстанавливаться после вырубки. Мы также знаем, что во всём мире численность животных сокращается».
Влияние биоразнообразия на способность лесов поглощать углерод
Восстановление лесов часто называют способом смягчения последствий изменения климата, но влияние биоразнообразия на способность лесов поглощать углерод не было полностью количественно оценено, особенно в более крупных масштабах.
Для своего исследования учёные объединили данные тысяч отдельных исследований и использовали новые инструменты для количественной оценки разрозненных, но взаимосвязанных экологических процессов. Проанализировав данные более чем с 17 000 участков растительности, исследователи решили сосредоточиться на тропических регионах, изучая данные о том, где обитают животные, распространяющие семена, сколько семян распространяет каждое животное и как они влияют на прорастание.
Исследователи также включили данные, показывающие, как человеческая деятельность влияет на присутствие и перемещение животных, распространяющих семена. Они обнаружили, например, что животные меньше перемещаются, когда они потребляют семена в районах с большим присутствием человека.
Объединив все эти данные, исследователи создали индекс нарушения распространения семян, который выявил связь между деятельностью человека и снижением распространения семян животными. Затем они проанализировали взаимосвязь между этим индексом и записями об аккумуляции углерода в естественно восстанавливающихся тропических лесах с течением времени, контролируя такие факторы, как условия засухи, распространённость пожаров и наличие пастбищного скота.
«Было непросто собрать данные из тысяч полевых исследований в карту нарушения распространения семян», — говорит Фрике. «Но это позволяет нам не только задавать вопрос о том, какие животные там есть, но и фактически количественно оценивать экологическую роль, которую эти животные играют, и понимать, как человеческое давление влияет на них».
Исследователи признали, что качество данных о биоразнообразии животных можно улучшить, и это вносит неопределённость в их выводы. Они также отмечают, что другие процессы, такие как опыление, хищничество семян и конкуренция, влияют на распространение семян и могут ограничивать рост лесов. Тем не менее полученные результаты соответствовали недавним оценкам.
«Что особенно ново в этом исследовании, так это то, что мы фактически получаем цифры об этих эффектах», — говорит Фрике. «Обнаружение того, что нарушение распространения семян объясняет четырёхкратную разницу в поглощении углерода на тысячах участков тропического возобновления, включённых в исследование, указывает на распространителей семян как на основной рычаг воздействия на углерод в тропических лесах».
В лесах, определённых как потенциальные участки для возобновления, исследователи обнаружили, что снижение распространения семян было связано со снижением поглощения углерода каждый год, в среднем на 1,8 метрических тонны на гектар, что равно снижению возобновления на 57%.
Исследователи говорят, что результаты показывают, что проекты естественного возобновления будут более эффективными в ландшафтах, где распространение семян животными было менее нарушено, включая районы, которые были недавно вырублены, находятся вблизи лесов с высокой целостностью или имеют более высокий полог деревьев.
«В дискуссии о посадке деревьев или о том, чтобы позволить деревьям расти естественным путём, возобновление роста по сути бесплатно, тогда как посадка деревьев требует денег и приводит к менее разнообразным лесам», — говорит Террер. «С учётом этих результатов теперь мы можем понять, где естественное возобновление может происходить эффективно, потому что животные бесплатно сажают семена, и мы также можем определить районы, где из-за воздействия на животных естественное возобновление не произойдёт, и поэтому активная посадка деревьев необходима».
Для поддержки животных, распространяющих семена, исследователи призывают к вмешательствам, которые защищают или улучшают их среду обитания и снижают давление на виды, начиная от создания коридоров дикой природы и заканчивая ограничениями на торговлю дикими животными. Восстановление экологической роли распространителей семян также возможно путём реинтродукции видов, распространяющих семена, там, где они были потеряны, или путём посадки определённых деревьев, которые привлекают этих животных.
Результаты также могут повысить точность моделирования воздействия климата на естественно восстанавливающиеся леса.
«Игнорирование воздействия нарушения распространения семян может привести к переоценке потенциала естественного возобновления во многих районах и недооценке его в других», — пишут авторы.
Исследователи считают, что результаты открывают новые направления для исследований в этой области.
«Леса обеспечивают огромную климатическую поддержку, поглощая около трети всех выбросов углекислого газа, производимых человеком», — говорит Террер. «Тропические леса являются, безусловно, наиболее важным поглотителем углерода в мире, но за последние несколько десятилетий их способность поглощать углерод снижается. Мы изучим, насколько это снижение связано с увеличением экстремальных засух или пожаров по сравнению со снижением распространения семян животными».
В целом исследователи надеются, что исследование поможет улучшить наше понимание сложных экологических процессов на планете.
«Когда мы теряем животных, мы теряем экологическую инфраструктуру, которая поддерживает здоровье и устойчивость тропических лесов», — говорит Фрике.