Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
К. Циммер
«Микрокосм». Глава из книги


Р. Докинз
«Эгоистичный ген». Глава из книги


А. Бердников
Вдоль по лунной дорожке


В. Бабицкая, С. Горбунов
Как и зачем птицы общаются с охотниками за медом


Е. Чернова
Хаос и порядок: фрактальный мир


У. Айзексон
«Инноваторы». Глава из книги


Н. Резник
Жираф большой, ему видней, и сам он хорошо заметен


М. Софер
Куда уходит лето?


С. Петранек
«Как мы будем жить на Марсе». Глава из книги


В. Мацарский
Разгневанный Эйнштейн и «темный» рецензент







Главная / Новости науки версия для печати

Воздействие глобального потепления на растительность можно проверить экспериментально


С высоты птичьего полета сняты круглые экспериментальные площадки, на которых изучалось, как изменяет флору и фауну вызванное потеплением увеличение влажности. Оказалось, что весенне-летнее переувлажнение губительно для разнотравных лугов. И дело здесь не в сухолюбивости луговой растительности (сухолюбивых, как известно, нет, есть только засухоустойчивые!) а в сложных межвидовых связях лугового сообщества. (Всего кругов 36: 18 использовались для этого эксперимента, а другие 18 — для следующего, так что можно ожидать второй серии интереснейших результатов.) Фото из цитируемой статьи в Science
С высоты птичьего полета сняты круглые экспериментальные площадки, на которых изучалось, как изменяет флору и фауну вызванное потеплением увеличение влажности. Оказалось, что весенне-летнее переувлажнение губительно для разнотравных лугов. И дело здесь не в сухолюбивости луговой растительности (сухолюбивых, как известно, нет, есть только засухоустойчивые!) а в сложных межвидовых связях лугового сообщества. (Всего кругов 36: 18 использовались для этого эксперимента, а другие 18 — для следующего, так что можно ожидать второй серии интереснейших результатов.) Фото из цитируемой статьи в Science

Американские специалисты поставили эксперимент, в котором показали, как возможные климатические изменения скажутся на облике растительных сообществ. В течение 5 лет на опытных площадках были проиграны два равновероятных сценария: в первом из них потепление вызовет увеличение осадков зимой, во втором — весной и летом. Оказалось, что зимнее увеличение осадков практически не сказывается на обилии и разнообразии луговых растений и животных. А вот весеннее переувлажнение вызывает сложный ответ всей системы, и в конечном итоге сообщество сильно беднеет и упрощается.

Все уже привыкли к мысли о том, что Земля вступает в полосу глобального потепления. В связи с этим строятся всевозможные климатические прогнозы: как сильно поднимется температура, какие это повлечет изменения в глобальном круговороте воды, циркуляции воздушных масс, чередовании и характере сезонности в различных климатических зонах планеты.

Согласия среди ученых в этих вопросах нет. Тем более трудно хоть сколько-нибудь надежно предсказать, как изменится живой покров планеты в ответ на потепление. Во-первых, это будет уже прогноз, основанный на результатах предыдущего прогноза, и, во-вторых, нам мало известно о поведении таких сложных систем, как сообщества животных и растений. Мы можем лишь с относительной уверенностью рассуждать о физиологическом ответе отдельных организмов на увеличение температуры, но вот как будет реагировать целостная система? И неизвестно, какая из причин привносит большую ошибку в конечный результат предсказаний.

Как же поведет себя сообщество в ответ на изменение климата? Американские биологи из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley) и Висконсинского университета в Ла-Кроссе (University of Wisconsin, La Crosse) решили, что вместо теоретических рассуждений и построения суперсложных моделей лучше поставить реальный эксперимент.

Отправной точкой для эксперимента стало единственное относительно надежно предсказанное изменение, которое должно произойти в результате потепления в Калифорнии и других районах с так называемым «средиземноморским» типом климата. В таких местах должно увеличиться количество осадков. На этом сходятся и климатологи из Межправительственной группы экспертов по изменению климата (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) и специалисты из Канадского центра моделирования и изучения климата (Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis). При этом неизвестно, в какой из сезонов увеличится уровень осадков — в прохладный, и без того дождливый, осенне-зимний или в засушливый весенне-летний. Цель эксперимента — выяснить, как изменится сообщество растений и животных при повышении влажности.

В качестве экспериментальной базы был выбран типичный во всех отношениях луг на севере Калифорнии (в заповеднике), на этом пространстве выделили 18 круглых площадок по 10 м в диаметре. Треть из них дополнительно поливали зимой, треть дополнительно поливали весной, а треть оставили для контроля. Дополнительный полив прибавил около 20% к среднестатистическому уровню осадков. В течение пяти лет ученые регистрировали видовое разнообразие и обилие каждого вида растений и животных на площадках.

Через пять лет ученые получили 12 практически одинаковых площадок с неизменившимся видовым сообществом и группу из 6 площадок, где животных и растений стало существенно меньше. И эту группу, вопреки обыденным представлениям, составили площадки с добавочным летним увлажнением. Казалось бы, если в сухой период поливать лужок, то растения станут гуще и сочнее, но реальность не подтвердила эти ожидания. Смена сезонного режима осадков за пять лет привела к резкому обеднению лугового сообщества. И дело тут не в физиологическом ответе каждого отдельного организма на полив — это растениям очень понравилось, судя по всплеску обилия растений и животных в первый год полива.

На этих графиках показаны различные параметры сообщества и то, как они изменялись в течение пяти экспериментальных лет. Красной линией на всех графиках показаны данные по сообществам с дополнительным весенне-летним поливом, треугольные метки — с зимним поливом, кружочки — контрольные площадки. (Графики из цитируемой статьи в Science)
На этих графиках показаны различные параметры сообщества и то, как они изменялись в течение пяти экспериментальных лет. Красной линией на всех графиках показаны данные по сообществам с дополнительным весенне-летним поливом, треугольные метки — с зимним поливом, кружочки — контрольные площадки. (Графики из цитируемой статьи в Science)

В действительности тут сказались связи между различными видами растений и животных. Именно они в конечном итоге контролируют разнообразие и биомассу живого. В первый год полива резко, почти на два порядка увеличилась биомасса многолетних трав и кустарничков, в особенности азотфиксаторов. На второй год, пользуясь преимуществом первоцветов, увеличили свою биомассу ранние однолетники. Их отмершая биомасса затормозила рост многолетних азотфиксаторов. Именно эта группа растений является местообитанием и основной пищей для насекомых и других беспозвоночных. Поэтому на третий год затормозился рост и многолетних трав, снизилась и численность беспозвоночных. В последующие два года, когда истощился запас биогенов для однолетников, начала снижаться и их биомасса. В результате на четвертый и пятый годы обеднение сообщества стало видно еще отчетливее: разнообразие растений уменьшилось в два раза! Дело усугубилось еще и естественными причинами — на пятый год эксперимента весной выпало много осадков и без дополнительного полива.

Авторы этой работы настаивают на том, что обеднение флоры и фауны на опытных участках связано именно с межвидовыми связями, а не с негативной физиологической реакцией на переувлажнение. «Организмы на всех трофических уровнях только выигрывают от дополнительного полива, как это хорошо видно по результатам первого года экспериментов, — заключают авторы исследования. — Однако при сохранении переувлажненных условий индивидуальный ответ перекрывается за счет включения межвидовых связей в системе. Схожесть начальных ответов на участках с весенним поливом и на пятый год на остальных участках с естественной повышенной влажностью подтверждают это».

Такова одна из первых «живых моделей», на которой показано, что может ожидать природу в недалеком будущем. И эти результаты видятся более надежными, чем результаты даже самого передового и современного математического моделирования.

Источник: K. B. Suttle, Meredith A. Thomsen, Mary E. Power. Species Interactions Reverse Grassland Responses to Changing Climate // Science. 2007. V. 315.P. 640–642.

Елена Наймарк


Комментировать



Последние новости: ЭкологияБиологияЕлена Наймарк

21.09
В условиях антропогенного шума летучие мыши перестают полагаться на слух
20.09
Третий — не лишний: в большинстве лишайников присутствуют два гриба и водоросль
19.09
Муравьи помогают тлям сохранять разнообразие окраски
15.09
Разработан метод пространственной визуализации транскрипции генов
13.09
Эволюционный эксперимент показал, где и как появляются наиболее приспособленные особи
8.09
Гренландская акула живет 400 лет
6.09
Собачий мозг обрабатывает речевую информацию почти так же, как человеческий
5.09
Найдены строматолиты возрастом 3,7 млрд лет — древнейшие следы жизни на Земле
1.09
Т-клетки здоровых людей научили распознавать чужой рак
26.08
Расшифрована структура комплекса I дыхательной цепи митохондрий быка

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия