04/05/2025
0В последние десятилетия глобальные усилия по сохранению лесных экосистем умеренного пояса активизировались, однако возник тревожный парадокс: несмотря на реализацию многочисленных стратегий по сохранению, разнообразие растений в этих лесах продолжает сокращаться. В центре этой загадки лежит преобладающая парадигма лесной экологии и управления — модель закрытого леса, характеризующаяся предположением, что плотный, непрерывный полог леса представляет собой оптимальное и естественное состояние леса. Эта точка зрения повлияла на лесоводческую практику, которая ставит во главу угла равномерное закрытие полога, часто с целью максимального увеличения поглощения углерода и производства древесины. Однако новые данные ставят под сомнение эту ортодоксальную точку зрения, проливая свет на сложную экологическую картину, в которой крупные травоядные животные исторически формировали полуоткрытые лесные экосистемы, благоприятные для богатого растительного биоразнообразия.
Это новое понимание основано на результатах комплексного исследования, в ходе которого были изучены предпочтения почти тысячи видов растений, произрастающих в умеренных лесах Центральной и Западной Европы, в отношении освещения и травоядности. В исследовании эти предпочтения сопоставляются с условиями, наблюдаемыми в двух контрастных лесных системах: девственных лесах с закрытым пологом и пастбищных лесах — полуоткрытых биотопах, формируемых травоядными животными. Исследование, охватывающее таксоны, эволюционировавшие в течение периода от сотен тысяч до десяти миллионов лет, использует филогенетический консерватизм в нишевых аффинностях растений для вывода долгосрочных экологических адаптаций и распределений, предоставляя временное измерение, которое редко учитывается в современных дискуссиях по лесопользованию.
Результаты исследования выявляют поразительную закономерность: большинство видов растений умеренных лесов демонстрируют явное предпочтение гетерогенным полуоткрытым полосам, которые способствуют формированию переменного режима освещения и находятся под сильным влиянием крупных травоядных животных. Это противоречит традиционной модели закрытого полога и подчеркивает экологическую значимость режимов возмущения, опосредованных популяциями крупных травоядных животных, которые исторически создавали разнообразные микробиотопы. Такая гетерогенность полога не только поддерживает мозаику условий освещения, но и способствует динамике травянистого слоя, которая имеет решающее значение для поддержания богатства видов растений.
Особую озабоченность вызывает выявленная связь между склонностью растительных видов к более интенсивному потреблению травоядными животными и сокращением травянистой биомассы с одной стороны, и оцененными рисками их исчезновения в современных условиях с другой. Растения, приспособленные к этим полуоткрытым, динамичным местам обитания, сталкиваются с повышенной уязвимостью, что позволяет предположить, что сокращение численности крупных травоядных животных, вызванное в основном вторжением человека и охотой, непосредственно ускорило утрату биоразнообразия в современных лесах умерен Это открытие переосмысливает роль травоядных животных, которые традиционно рассматривались через призму перевыпаса и деградации растительности, и позиционирует крупных травоядных как ключевых агентов, поддерживающих сложность и устойчивость экосистем.
С палеоэкологической точки зрения, эти открытия согласуются с данными, указывающими на важность открытых и полуоткрытых лесов в недавнем геологическом прошлом Европы, сформированных под воздействием мегафауны, такой как олени, дикие кабаны и зубры. С сокращением популяций крупных травоядных животных в результате экспансии человека и изменения землепользования, доминирование закрытого полога стало относительно недавним экологическим явлением, а не давним естественным состоянием. Это понимание ставит под сомнение нынешние рамки управления, в значительной степени основанные на содействии закрытию полога, часто в ущерб разнообразию подлеска и структурной неоднородности лесов.
Переосмысление умеренных лесов как экосистем, формирующихся под влиянием крупных травоядных животных, имеет преобразующие последствия для биологии сохранения видов и восстановления лесов. Практики управления должны перейти от упрощенных целей закрытия полога к стратегиям, направленным на восстановление или имитацию естественных возмущений посредством травоядных животных. Такие подходы могут восстановить неоднородность, необходимую для приспособления более широкого спектра видов растений, особенно тех, которые исторически адаптировались к периодическим просветам в пологе и неравномерной структуре растительности.
Кроме того, сокращение популяций крупных травоядных животных имеет каскадный эффект на функции экосистем, моделируемые на основе круговорота питательных веществ, распространения семян и динамики растительности. Травоядные животные создают и поддерживают световые условия, которые влияют на конкурентные иерархии между растениями подлеска, опосредуют пути сукцессии и способствуют сосуществованию. Восстановление этой динамики открывает перспективы не только для сохранения биоразнообразия, но и для повышения устойчивости лесов к изменению климата и антропогенным нагрузкам.
Открытие того, что растения умеренных лесов сохраняют эволюционные признаки, связанные с гетерогенными средами обитания, на которые влияют травоядные животные, ставит под сомнение редукционистские взгляды, лежащие в основе многих лесохозяйственных режимов. Оно подчеркивает важность интеграции филогенетической экологии, палеоэкологии и биологии травоядных животных в науку лесопользования для переработки стратегий сохранения, которые будут не только экологически обоснованными, но и учитывающими исторический опыт.
Этот сдвиг парадигмы согласуется с более широкими экологическими теориями, подчеркивающими возмущения и сложность как движущие силы биоразнообразия. Он подчеркивает риск «сдвига базовых показателей», когда цели управления отклоняются от исторически сложившихся состояний экосистем, непреднамеренно закрепляя упрощенные, бедные биоразнообразием среды. Признание крупных травоядных животных архитекторами гетерогенности умеренных лесов может обратить вспять такие тенденции, способствуя экологическому восстановлению, которое уважает эволюционное наследи
Однако реализация таких рекомендаций сопряжена со значительными логистическими, социальными и этическими проблемами. Реинтродукция или увеличение популяций крупных травоядных животных в ландшафтах, где доминирует человек, требует тщательного учета благополучия животных, конфликтов между людьми и дикой природой, а также емкости экосистем. Пространственное планирование должно обеспечивать баланс между целями в области биоразнообразия, сельскохозяйственной практикой, расширением городов и рекреацией, что требует междисциплинарного сотрудничества и участия заинтересованных сторон.
С технической точки зрения, методологический подход исследования использует моделирование ниш в сочетании с филогенетическими рамками для отслеживания сходства местообитаний, интегрируя оптимальные экологические ниши в качестве прокси-показателей экологических предпочтений, связанных с эволюционной историей. Доступность света была количественно оценена в контрастных лесных средах с помощью дистанционного зондирования и наземных оценок, а влияние травоядных животных было определено на основе стандартизированных измерений биомассы и реконструкции исторической плотности травоядных животных.
Комплексный набор данных, охватывающий 917 видов, еще больше укрепляет достоверность выводов, охватывая широкий таксономический диапазон и эволюционные временные рамки. Этот обширный перечень подтверждает обобщаемость результатов для различных типов лесов умеренной зоны Европы, что делает аргументы в пользу переориентации парадигмы в масштабах континента убедительными.
В целом, это исследование предлагает убедительную концепцию, которая переосмысливает умеренные леса не как статичные, закрытые экосистемы, а как динамичные, полуоткрытые экосистемы, поддерживаемые деятельностью крупных травоядных животных. По мере того как наука об охране природы переориентируется на решение проблем ускоряющейся утраты биоразнообразия и деградации экосистем, такие идеи могут послужить источником вдохновения для создания инновационных моделей управления, которые соединят эволюционную экологию и практическое лесоводство. Признание экологической роли крупных травоядных животных может сыграть ключевую роль в восстановлении множества ниш, необходимых для сохранения растительного разнообразия в умеренных лесах в будущем.
Тема исследования: Растительное разнообразие умеренных лесов и его связь со структурой полога и деятельностью крупных травоядных животных.
Название статьи: Растения умеренных лесов связаны с неоднородными полуоткрытыми условиями полога, сформированными крупными травоядными животными.
Ссылки на статью:Czyżewski, S., Svenning, JC. Растения умеренных лесов связаны с гетерогенными полуоткрытыми условиями полога, сформированными крупными травоядными животными. Nat. Plants (2025). https://doi.org/10.1038/s41477-025-01981-3
