Целостные леса: ключ к сохранению многообразия видов

Обширные и связанные между собой лесные массивы сохраняют биоразнообразие значительно эффективнее, чем разрозненные участки. К такому выводу пришли исследователи при поддержке Университета штата Мичиган.

Экологи давно признают, что потеря среды обитания ведет к сокращению видового разнообразия. Однако долгие годы велись споры о том, на чем следует сосредоточить усилия: на сохранении множества мелких, фрагментированных участков или же нескольких крупных, непрерывных ландшафтов.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, подводит черту под этими дебатами. Ученые из Университета штата Мичиган, Мичиганского университета и Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия, среди прочих, проанализировали данные по 4006 видам позвоночных, беспозвоночных и растений, собранные на 37 участках по всему миру. Это позволило провести глобальный синтез и сравнить различия в биоразнообразии между сплошными и фрагментированными экосистемами.

Соавтор исследования Ник Хаддад, профессор интегративной биологии из Университета штата Мичиган, отмечает, что эта работа разрешает полувековой спор о методах сохранения биоразнообразия в природных зонах, начатый такими светилами науки, как Э. О. Уилсон и Джаред Даймонд. Он подчеркивает, что простого сохранения большего количества среды обитания недостаточно – земля должна быть сохранена в виде крупных, взаимосвязанных участков.

Исследователи обнаружили, что в среднем фрагментированные ландшафты содержат на 13,6% меньше видов на уровне отдельного участка и на 12,1% меньше видов на уровне всего ландшафта. Более того, выяснилось, что в таких раздробленных зонах преимущественно выживают виды-генералисты, то есть те, что способны адаптироваться к различным условиям.

Ученые рассматривали так называемое альфа-, бета- и гамма-разнообразие. Альфа-разнообразие отражает количество видов на конкретном участке, бета-разнообразие показывает, насколько отличается видовой состав между двумя участками, а гамма-разнообразие – это биоразнообразие всего ландшафта в целом.

Соавтор Нейт Сандерс, профессор экологии и эволюционной биологии из Мичиганского университета, предлагает представить поездку по фермерским полям Огайо, где между полями встречаются островки леса. Каждый такой лесной островок может содержать несколько видов птиц (альфа-разнообразие), но при этом видовой состав птиц в каждом островке будет отличаться от соседнего (бета-разнообразие). Биоразнообразие всего ландшафта, включающего эти фрагментированные участки – или, наоборот, сплошной лес – и есть гамма-разнообразие.

Тьяго Гонсалвес-Соуза, научный сотрудник факультета экологии и эволюционной биологии Мичиганского университета и ведущий автор статьи, поясняет, что суть давних дебатов заключалась в следующем. Сторонники идеи о том, что фрагментация не так уж и плоха, утверждают, что из-за изолированности местообитаний формируется различный видовой состав. Это, по их мнению, хорошо в более крупном масштабе, так как предполагает высокое гамма-разнообразие. Противоположное мнение высказывается о крупных участках: из-за их непрерывности и однородности видовой состав считается слишком схожим.

Однако, по словам Гонсалвеса-Соузы, предыдущие исследования не проводили корректного сравнения фрагментированных ландшафтов с крупными, сплошными лесами. Например, они могли учитывать только один компонент разнообразия или сравнивать несколько сплошных лесов с десятками фрагментированных участков.

Джонатан Чейз, профессор Немецкого центра интегративных исследований биоразнообразия, добавляет, что одной из причин столь долгого и неразрешенного спора было отсутствие соответствующих данных и статистических инструментов для систематической оценки вопроса как на малых, так и на больших масштабах.

Команда Хаддада, Гонсалвеса-Соузы и их коллег разработала анализ, который учел различия в выборках на разных ландшафтах. Группа обнаружила, что фрагментация снижает количество видов во всех таксономических группах, и увеличение бета-разнообразия во фрагментированных ландшафтах не компенсирует потерю видового разнообразия на уровне всего ландшафта.

Ник Хаддад уверен, что эти результаты помогут сосредоточить усилия по сохранению природы как на предотвращении потери среды обитания, так и на борьбе с ее фрагментацией. Ученые надеются, что их работа позволит природоохранному сообществу отойти от споров о преимуществах сплошных или фрагментированных ландшафтов и сконцентрироваться на восстановлении лесов. Данное исследование стало результатом глобального сотрудничества экологов.