Влияние инвазий растений со временем ослабевает

Среди самых впечатляющих экологических открытий последних 25 лет — способность инвазивных растений радикально менять функционирование экосистем. Однако почти ни одно исследование не изучало, сохраняется ли влияние инвазий на экосистемы со временем и что это означает для растительных сообществ и восстановления экосистем.

Карла Д'Антонио из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре провела одно из немногих долгосрочных исследований влияния инвазивных растений, охватывающее два десятилетия. Вернувшись на те же участки на Гавайях, захваченные травами в Национальном парке Гавайские вулканы, что и в её исследованиях 1990–1995 годов, Д'Антонио вместе с постдоком Стефани Еленик собрала новые данные. Они проливают свет на механизмы, регулирующие доминирование чужеродных растений и изменения в сообществе в результате инвазии. Результаты опубликованы в Nature.

Исследователи заметили, что инвазивные многолетние злаки (в основном африканский вид Melinis minutiflora) отмирают, и решили повторить замеры круговорота питательных веществ и изменений в растительном сообществе. Они обнаружили, что самоусиливающееся влияние трав на почвенные питательные вещества исчезло, а процент покрытия инвадером снизился.

Данные показали, что за последние 17 лет скорость минерализации азота на участках, где доминировали экзотические травы, снизилась вдвое, вернувшись к уровню до инвазии. Минерализация азота — это процесс преобразования органического азота в неорганические формы, доступные растениям.

Чтобы исключить влияние осадков, учёные проанализировали долгосрочные данные по осадкам в регионе. Данные показали, что осадки в два периода исследований были схожими и не коррелировали с различиями в минерализации. Лабораторный анализ минерализации при постоянной влажности показал схожие с полевыми данными 2011–2012 годов закономерности. Это говорит о том, что изменения в минерализации азота не были вызваны различиями в количестве осадков.

Хотя исследование показывает, что влияние на экосистему и обратные связи меняются со временем, это не обязательно помогает восстановлению аборигенных видов. Еленик и Д'Антонио провели масштабный эксперимент по высадке саженцев, чтобы проверить реакцию ряда местных и чужеродных древесных видов на меняющиеся условия. Они добавляли азотные удобрения, имитируя ранние стадии инвазии Melinis, и снижали конкуренцию со стороны Melinis, имитируя условия поздней стадии.

Пять из семи видов показали схожую реакцию: скорость роста и выживаемость увеличились благодаря снижению конкуренции со стороны экзотических злаков и добавлению азота. Это указывает, что меняющееся влияние травы со временем не меняет способность сеянцев расти в этой экосистеме.

Исключением стали два азотфиксирующих дерева: местное гавайское дерево Acacia koa и чужеродное дерево Morella faya (с Канарских островов, ныне инвазивное на Гавайях). Эти виды чувствовали себя гораздо лучше в условиях поздней стадии инвазии Melinis, а Morella faya — особенно хорошо.

Важный вывод: даже если инвазии растений могут со временем замедлиться самостоятельно, аборигенным видам может потребоваться дополнительная помощь для восстановления. Другие инвадеры могут быть готовы воспользоваться снижением конкуренции со стороны первоначального захватчика.

«Знание механизмов того, как и почему инвазии изменяют экосистемы, важно для прогнозирования будущего, но без дальнейшего управления мы можем не вернуть аборигенные виды», — сказала Еленик. — «Когда мы видим, что чужеродные виды отмирают и их покров становится пятнистым, возможно, это самое время высаживать местные виды. Это может оказаться наиболее экономически эффективным способом вернуть экосистему в более желательное состояние».