Краткосрочные эксперименты по обратной связи "растение-почва" не позволяют предсказать исход конкуренции в долгосрочном полевом эксперименте

Обратная связь между растениями и почвенными микробными сообществами играет важную роль в формировании растительных сообществ. Для её предсказания исследователи часто проводят краткосрочные парные эксперименты, измеряя рост двух видов растений в почве, культивированной каждым из видов, на основе математической теории.

Экологи Ноэль Бекман (Университет штата Юта), Рэй Дыбжински (Чикагский университет Лойолы) и Дэвид Тильман (Миннесотский университет) измерили обратную связь "растение-почва" для шести видов многолетних луговых трав в краткосрочном тепличном исследовании. Их результаты не совпали с итогами долгосрочного полевого эксперимента, проводимого на научном стационаре Cedar Creek Ecosystem Science Reserve в Миннесоте. Результаты опубликованы 8 октября 2022 года в журнале Ecology.

• Проблема метода: С развитием теории парного показателя обратной связи резко возросло количество краткосрочных экспериментов. Однако лишь немногие исследования связывают прогнозы сосуществования из краткосрочных экспериментов с реальным исходом конкурентных взаимодействий в полевых условиях.
• Ограничения метрики: Парный показатель обратной связи действителен только тогда, когда два вида демонстрируют внутреннее равновесие. Это условие выполняется лишь для двух из четырёх возможных исходов межвидовых взаимодействий. Для прогнозов с учётом всех четырёх исходов необходимо измерять биомассу растений в некультивированной почве, что методологически сложно и потому делается редко.
• Ход исследования: Команда измерила обратную связь "растение-почва" в тепличном эксперименте при низкой и высокой доступности азота, используя почву, собранную с полевых монокультур.
• Вывод: Исследование показывает, что предсказательная сила краткосрочных тепличных экспериментов для исхода парной конкуренции при разной доступности азота ограничена. Результаты указывают, что для экстраполяции данных краткосрочных экспериментов на долгосрочные исходы сосуществования растений необходимо более глубокое понимание этих обратных связей.