Новое исследование, опубликованное в журнале Экологического общества Америки Ecological Applications, исследует, как потепление и увеличение количества осадков (дождя и снега) вредит семенам на земле Тибетского плато и в других местах.
«Банки семян почвы – это, по сути, последнее средство естественной устойчивости экосистем», – говорит Скотт Коллинз, профессор Университета Нью-Мексико и автор статьи. «Слишком часто мы сосредотачиваемся на том, что видим на поверхности, и принимаем управленческие решения только на внешнем виде растительного сообщества."
Тибетское плато, место, которое паслось тысячи лет, является идеальным местом для изучения прямого и косвенного воздействия климата на растительность в хрупкой окружающей среде.
В исследовании говорится, что как самое высокое плато в мире, высота которого составляет в среднем более 12000 футов (4000 метров), оно считается третьим полюсом Земли. Скорость потепления здесь почти 1.В 5 раз больше, чем глобальное потепление из-за изменения климата, и ежегодное количество осадков увеличилось в большинстве районов плато.
Поскольку вегетационный период на плато относительно короткий, пробы почвы и исследования растений были собраны за один год.
Исследователи из Университета Ланьчжоу в Китае посетили 57 мест сбора образцов на разных высотах и разных типах экосистем в северо-восточной части плато. Они собрали 1026 образцов почвы и исследовали сообщество надземных растений, которое состоит из выращенных растений, которые отражают типы семян, упавших в землю с течением времени.
Затем исследователи прорастили образцы и вырастили их на экспериментальных участках, чтобы изучить рост и то, какие различные условия влияют на банки семенной почвы Тибета.
В то время как некоторые растения, кажется, хорошо растут при увеличении количества осадков и потеплении, эти изменения оказывают различное, вредное воздействие на маленькие семена, которые лежат в состоянии покоя и эластичны в почве.
«Изменение климата влияет на способность семян прорастать, расти и выживать», – говорит Коллинз. «Хотя изменение климата влияет на взрослые растения, саженцы являются хрупкими и подвергаются стрессу от климата – засухи, замерзания и т. Д. — может вызвать высокую смертность всходов."
В исследовании говорится, что температура является основным фактором контроля состояния покоя семян.
При более высоких температурах семена могут прорасти слишком рано, когда условия не идеальны для здорового роста. Аномально теплый период в несколько дней – который становится все более распространенным – во время суровой зимы может вызвать рост этих семян, но в конечном итоге приведет к их разрушению. Многие семена также могут слишком рано прорастать из-за более высокого уровня влажности в почве.
Повышение температуры и осадков также могут косвенно влиять на семена, изменяя окружающую среду вокруг них. Патогены (микроскопические болезнетворные организмы), вредные для семян, могут стать более плодовитыми в более теплых и влажных почвенных условиях. Кислотность почвы также может измениться, что сильно влияет на микробные сообщества и численность этих патогенов. Дополнительный азот в почве, также вызванный изменением условий, позволяет одним видам растений доминировать над другими и приводит к снижению общего видового разнообразия, что приводит к снижению разнообразия семян в почве.
Коллинз считает, что исследование должно заставить менеджеров экосистем и ученых обратить внимание как на прямые, так и косвенные последствия глобального изменения окружающей среды на подземные системы. «Даже когда кажется, что наземное сообщество сильно деградировало, – говорит он, – банк семян почвы может по-прежнему служить важным, но недооцененным источником устойчивости экосистемы после длительного нарушения."
Однако в условиях продолжающегося изменения климатических условий эта устойчивость продолжает подвергаться испытаниям.