Эксперимент Университета штата Колорадо, продолжавшийся более двух десятилетий, показал, что удаление высших хищников из экосистемы может вызвать долговременные изменения, которые не будут обращены вспять после их возвращения — по крайней мере, в течение очень долгого времени.
Исследование, опубликованное в Экологические монографиибросает вызов широко распространенному мнению о том, что реинтродукция волков в Йеллоустонский национальный парк восстановила экосистему, деградировавшую из-за их отсутствия.
Исследователи из Колледжа природных ресурсов Уорнера при Университете штата Калифорния изучили воздействие трех высших хищников – плотоядных животных, находящихся на вершине пищевой цепи, на которых не охотятся другие животные – в Йеллоустоне. Истощенные популяции пум и медведей гризли естественным образом восстановились примерно в то же время, когда волки были вновь завезены в парк в 1995 году. Отсутствие этих хищников в течение почти столетия изменило пищевую сеть и ландшафт.
Северный ареал Йеллоустона сместился от ивовых и осиновых зарослей вдоль небольших ручьев, где обитают бобры, к лугам из-за интенсивного кормления лосей. По словам авторов исследования Тома Хоббса и Дэвида Купера, широкомасштабные изменения стабилизировались в альтернативное экологическое состояние, которое сопротивлялось возвращению к предыдущим условиям после восстановления плотоядных животных.
Этот спланированный эксперимент, проведенный в Йеллоустоне, является самым продолжительным в своем роде и дополняет теорию, подтверждающую, что деградацию экосистем невозможно обратить вспять, если смягчить вредные стрессоры.
«Когда вы нарушаете экосистемы, изменяя структуру пищевой сети, это может привести к долгосрочным изменениям, которые невозможно быстро исправить», — сказал Хоббс, ведущий автор и почетный профессор Департамента экосистемных наук и устойчивого развития и Лаборатории экологии природных ресурсов. .
«Мы не можем исключать возможность того, что экосистема будет восстановлена в течение следующих 40 лет в результате возвращения высших хищников. Единственное, в чем мы можем быть уверены, это то, что наблюдаем сейчас — экосистема не отреагировала драматично на восстановленные хищники. пищевая сеть.»
По словам Хоббса, хотя это и не быстрое и простое решение, восстановление высших хищников в долгосрочной перспективе приведет к более здоровым экосистемам.
«Смысл сохранения – не терять их в первую очередь», – сказал Хоббс. «Сохраняйте пищевую сеть нетронутой, потому что не существует быстрого решения проблемы потери высших хищников из экосистем».
Может ли Колорадо поучиться у Йеллоустона?
Парки и дикая природа Колорадо представили штату пять волков 18 декабря и планируют привезти еще больше в ближайшие годы. Волки были искоренены в штате к середине 1940-х годов, но избиратели Колорадо с небольшим перевесом одобрили их восстановление в 2020 году.
Это исследование может дать урок о том, как восстановление высших хищников влияет на экосистему, но Хоббс сказал, что деградация окружающей среды, возникшая в результате политики Йеллоустона по отказу от выбраковки лосей, никогда не повторялась в Колорадо.
«В отличие от Йеллоустона, в ландшафтах Колорадо не наблюдалось широкомасштабного чрезмерного выпаса или выпаса лосей», — сказал Хоббс. «Государство проделало хорошую работу по управлению популяциями лосей с помощью охоты».
Хоббс и Купер заявили, что есть много веских причин для восстановления волков; просто не ожидайте, что они приведут к немедленному улучшению экосистемы.
«Наша работа подтверждает тот факт, что волки являются важными компонентами экосистем», — сказал Купер, почетный ученый-исследователь Департамента управления лесами и пастбищами. «Они получат некоторые экосистемные выгоды за счет сокращения некоторых крупных популяций травоядных. В течение следующих ста лет они будут играть более важную роль в регулировании некоторых экологических процессов, которые мы изучаем».
Какое отношение ивы имеют к волкам?
К началу 1920-х годов в Йеллоустоне волки и пумы были истреблены. Не имея высших хищников или людей-охотников, которые могли бы контролировать их популяцию, лоси питались ивами вдоль небольших ручьев на севере Йеллоустона, истощая запасы пищи и строительных материалов бобров и заставляя их покидать ручьи в пользу более подходящих мест.
Исторически бобры и ивы в своем процветании полагались друг на друга. Наводнение, вызванное бобровыми плотинами, создало для ив благоприятные условия влажности почвы, а ивы стали источником пищи и материала для строительства плотин. Без наводнений, устроенных бобрами, небольшие ручьи в северном хребте глубже врезаются в ландшафт, отсоединяя корни ив от грунтовых вод. Ивы так и не вернули себе прежнюю высоту и густоту.
После реинтродукции волков в парк в 1995 году, когда популяции пум и гризли восстанавливались сами по себе, популяция лосей сократилась как из-за хищничества, так и из-за охоты людей вдоль границ парка.
Однако в целом просмотр древесных источников пищи не сократился пропорционально. Поскольку поголовье лосей уменьшилось, стада зубров увеличились. Хищники Йеллоустона обычно не охотятся на бизонов, потому что их большой размер делает их опасными.
Долгосрочный эксперимент
В 2001 году экологи CSU начали эксперимент, чтобы оценить, восстановится ли экосистема Йеллоустона благодаря восстановлению высших хищников. Они создали четыре исследовательских зоны в северной части парка, огорожили восемь участков, чтобы предотвратить бродяжничество, и построили имитацию бобровых плотин на некоторых огороженных и неогороженных участках, чтобы поднять уровень грунтовых вод.
Они также оставили без изменений контрольные зоны. В 2009 году они добавили еще 21 контрольный участок, чтобы результаты эксперимента были репрезентативными для ландшафта.
Если бы хищники регулировали популяцию лосей, не давая им вырубать ивы, ландшафт гипотетически вернулся бы в прежнее состояние. Вместо этого на контрольных участках по-прежнему не хватало ив, а на огороженных участках с искусственными плотинами наблюдалось резкое восстановление.
Ивы выросли более чем в три раза выше на огороженных территориях, обнесенных плотинами, чем на контрольных участках, что указывает на важность доступа к грунтовым водам в дополнение к уменьшению воздействия паутин.
Манипулируя одним фактором за раз — просмотром страниц и гидрологией — на многих участках в течение длительного времени, исследователи смогли показать, что хищники не вызывают восстановления ландшафта.
«Научные знания показали, что все гораздо сложнее», — сказал Купер.
«Наш результат хорошо подтверждается экологической теорией и эмпирическими результатами со всего мира», — добавил Хоббс. «Нарушение пищевых сетей может вызвать стойкие изменения в экосистемах».
Исследования в Йеллоустоне являются обычным явлением, но это исследование было редким из-за манипуляций с ландшафтом и его продолжительности. Хоббс и Купер тесно сотрудничали с руководством парка и биологами, в том числе со старшим биологом дикой природы Йеллоустонского национального парка Дэниелом Сталером, чтобы ответить на вопросы, касающиеся потребностей парка, и поделиться результатами, чтобы помочь в разработке политики парка.
«Это исследование вносит большой вклад в наше понимание Йеллоустона, выявляя степень, в которой сложные связи в пищевой сети влияют на экосистемы при восстановлении местных видов», — сказал Сталер.
«Важно отметить, что на сегодняшний день это одно из немногих опубликованных исследований экосистемы Йеллоустона, в которых подчеркивается, что не только волки, но и несколько видов хищников вместе внесли свой вклад в изменения численности лосей. Этот момент имеет последствия для того, как мы оцениваем, как сложные экосистемы реагируют на присутствие хищников. и отсутствие».
Он продолжил: «Это долгосрочное исследование, проведенное командой CSU, также подчеркивает ценность национальных парков, помогающих нам понять экологические процессы, чтобы лучше защищать экосистемы. Мы должны не только ценить наши национальные парки, потому что они защищают, сохраняют и позволяют люди наслаждаются природой, а потому, что они предоставляют место, где хорошо продуманная наука может улучшить наше понимание ее сложности».
Больше информации:
Н. Томпсон Хоббс и др., Восстанавливает ли возвращение высших хищников в пищевые сети экосистемы? Крупные хищники в Йеллоустоне как модель системы. Экологические монографии (2024). DOI: 10.1002/ecm.1598
Предоставлено Университетом штата Колорадо.
Цитирование : Хищники Apex не являются быстрым средством восстановления экосистем, результаты 20-летнего исследования (2024 г., 6 февраля), полученные 6 февраля 2024 г. с https://phys.org/news/2024-02-apex-predators-quick-ecosystems-year. .html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любых добросовестных сделок в целях частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержимое предоставлено исключительно в информационных целях.