Даже спустя столетия после нарушения восстановившиеся луга могут оставаться занятыми растениями иного типа, чем те, что росли в исходной экосистеме. Международное исследование 742 видов растений показало, что вторичные луга, возникающие после распашки или иного вмешательства, обычно заселяют более высокие и быстрорастущие виды. Напротив, для древних, никогда не распахивавшихся лугов характерны медленно растущие долгоживущие многолетники, обладающие свойствами, которые помогают им переносить засуху, пожары и выпас скота.
Эта закономерность проявилась на шести континентах, несмотря на огромные различия между самими лугами. «Наш анализ показывает, что различия между древними и вторичными лугами удивительно единообразны по всему миру», — приводит SciTechDaily слова Ларса Брудвига, профессора Университета штата Мичиган и соавтора исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Полученные данные объясняют давнюю загадку: растительность после распашки может вернуться, но биологический характер утраченной экосистемы восстанавливается не полностью.
Более ранняя работа ведущего автора Ашиша Нерлекара, постдокторанта Университета штата Мичиган, показала, что вторичным лугам требуются десятилетия, чтобы вернуть биоразнообразие древних лугов. Даже после столетий восстановления некоторые виды растений там так и не появляются. Новое исследование, проведённое Нерлекаром, Брудвигом, профессором Университета штата Мичиган Лорен Салливан и группой соавторов из разных стран, было посвящено причинам столь медленного восстановления: учёные сравнили никогда не распахивавшиеся луга с более молодыми, находящимися на разных стадиях восстановления.
Выяснилось, что нарушение благоприятствует растениям иного склада. Когда древние луга распахивают, исчезают часто жёсткие, медленно растущие многолетники с кожистыми листьями. «Эти свойства помогают им справляться со стрессовыми ситуациями — засухой, поеданием травоядными или пожаром», — пояснил Брудвиг. Однако те же стратегии выживания становятся недостатком после нарушения ландшафта: многие характерные для древних лугов растения «растут очень медленно, и это мешает им конкурировать на лугах, возникших после разрушения», добавил Нерлекар.
Вместо них восстанавливающиеся луга заполняют виды, рассчитанные на скорость: они быстро растут, быстрее размножаются и лучше захватывают ресурсы. Контраст виден на примере отдельных видов: устойчивая к засухе многолетняя трава аристида (Aristida stricta), типичная для сосновых саванн юго-востока США, не стала характерной чертой вторичных лугов, тогда как восстанавливающиеся участки чаще связывают с быстро размножающимися однолетниками вроде мари белой (Chenopodium album), которая успешнее конкурирует за воду и питательные вещества. Растения вторичных лугов также tended to be выше, что даёт им преимущество в борьбе за солнечный свет. «Когда они дают потомство, следующее поколение делает то же самое, и они быстро захватывают территорию», — сказал Нерлекар, работающий в Индийском институте научного образования и исследований в Пуне.
Такие различия могут сохраняться поразительно долго: в одном случае растения вторичных лугов оставались выше своих древних аналогов даже спустя 300 лет. Это важно, поскольку луга — не просто открытые пространства без деревьев: их обширные корневые системы сокращают сток и эрозию, а сами луга хранят примерно треть наземного углерода Земли. Они также поддерживают животноводство и особые сообщества растений и животных — от американских бизонов и африканских гну до азиатских дроф. Луга покрывают почти четверть суши планеты и помогают обеспечивать средства к существованию более миллиарда человек.