Леса теряют свою уникальность: как однообразие угрожает экосистемам

Почти вековые наблюдения за лесами выявили тревожную тенденцию: они становятся все более одинаковыми. Анализ данных, собиравшихся на протяжении 96 лет учеными Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, показал, что лесные экосистемы теряют свое разнообразие, а вместе с ним и устойчивость к будущим угрозам.

Исследование было сосредоточено на лесном массиве Trelease Woods, который находится под наблюдением университета с 1917 года. Процесс «гомогенизации», или обеднения видового состава, был во многом запущен распространением инвазивных видов: жука изумрудной узкотелой златки и грибка, вызывающего голландскую болезнь вяза. Эти бедствия привели к массовой гибели вязов и ясеней не только в Trelease Woods, но и по всей Северной Америке.

Однако, по словам соавтора исследования Дженнифер Фратерриго, болезни и вредители — лишь часть картины. Подавление естественных лесных пожаров, чрезмерная популяция белохвостых оленей и распространение чужеродных растений также способствуют упрощению экосистемы. «Мы сосредоточились на биотических нарушениях — болезнях, вредителях и инвазивных видах, — потому что у нас есть данные, полученные еще до их появления, — отмечает исследовательница Дженнифер Альварес. — Но мы не можем выделить какой-то один фактор».

Когда вязы и ясени погибают, в лесном пологе образуются пустоты, за которые начинают конкурировать другие виды. Именно здесь в игру вступают другие факторы, например, отсутствие пожаров. Без огня, который расчищает пространство для новых деревьев, леса становятся более тенистыми и влажными — этот процесс ученые называют мезофикацией. В таких условиях преимущество получают лишь немногие, теневыносливые растения.

Вместо того чтобы на смену погибшим деревьям приходило богатое разнообразие видов, свободное пространство захватывают в основном сахарный клен и огайский конский каштан. В то же время дубы, которые нуждаются в солнечном свете и плохо растут в тени, постепенно вытесняются. Такое однообразие делает лес крайне уязвимым.

«Если один вид составляет 70% леса, а затем появляется вредитель или болезнь, нацеленная именно на него, то 70% деревьев в лесу погибнут, что, вероятно, приведет к функциональному коллапсу», — объясняет Фратерриго. Биологическое разнообразие — это страховка экосистемы от будущих катаклизмов.

Уникальность этого исследования заключается в его продолжительности. Большинство лесов на Среднем Западе США были хотя бы раз вырублены, но Trelease Woods сохранился с минимальным вмешательством человека, что позволило ученым и сотням их студентов на протяжении десятилетий собирать бесценные данные. Это дает возможность напрямую наблюдать, как экосистема реагирует на изменения, а не делать предположения, сравнивая разные участки.

Выводы, сделанные в Trelease Woods, имеют глобальное значение. Этот участок был включен в сеть Forest Global Earth Observatory Network (ForestGEO), которая объединяет данные о миллионах деревьев по всему миру. Наблюдаемый здесь процесс мезофикации — это сигнал для экологов во всем мире: даже в относительно нетронутых лесах может потребоваться активное управление, например, контролируемые выжигания, чтобы сохранить их видовое богатство и здоровье.