Реинтродукция бизонов на участки прерий, где они когда-то жили, но были истреблены человеком, положительно сказывается на местной флоре, выяснили американские экологи. Проанализировав результаты эксперимента продолжительностью около тридцати лет, они обнаружили, что в присутствии бизонов видовое разнообразие растений в прериях и их устойчивость к засухе растут. Выпас домашнего скота обеспечивает похожий, но намного более слабый эффект. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, исследование демонстрирует, насколько важны крупные травоядные для экосистем.
Бизон (Bison bison) в зарослях золотарника жесткого (Solidago rigida)
Крупные травоядные играют ключевую роль в наземных экосистемах. Они не дают травянистым равнинам зарастать деревьями и кустарниками, удобряют почву испражнениями, распространяют семена, а также поедают самые массовые виды растений, повышая тем самым видовое разнообразие сообществ. Предполагается, что после того, как люди истребили или сократили численность большинства видов травоядной мегафауны, экосистемы по всему миру стали менее разнообразными и устойчивыми. При этом реинтродукция этих животных или замена их домашним скотом на вольном выпасе могут исправить ситуацию.
Команда экологов под руководством Зака Ратайчака (Zak Ratajczak) из Университета штата Канзас решила исследовать данную тему на примере бизонов (Bison bison). Эти травоядные были широко распространены на равнинах Северной Америки, пока европейские колонисты почти не уничтожили их. К счастью, в наши дни численность бизонов постепенно растет благодаря охране. Их даже реинтродуцируют во многие места, где они жили в прошлом, но исчезли из-за охоты (хотя в целом ареал бизонов все еще составляет лишь около процента от изначального).
Ратайчак с соавторами сосредоточили внимание на одном из таких мест — экорегионе Флинт-Хиллс, который охватывает восток Канзаса и север Оклахомы и представляет собой крупнейший сохранившийся участок высокотравных прерий на Великих равнинах. Здесь на протяжении 29 лет проводился полевой эксперимент, целью которого было изучить влияние бизонов и скота на видовое разнообразие травянистых экосистем. Специалисты выбрали двенадцать участков прерий площадью более 18 гектаров каждый, на четырех из которых круглый год паслись дикие бизоны, еще на четырех с ноября по апрель — домашние коровы и быки, а на четырех оставшихся крупные травоядные отсутствовали.
Проанализировав состав флоры на всех участках, авторы обнаружили, что в отсутствие крупных травоядных 80 процентов чистой первичной продукции сообщества приходится всего на четыре вида трав: бородач Жерара (Andropogon gerardii), сорговник поникающий (Sorghastrum nutans), просо прутьевидное (Panicum virgatum) и схизахириум метельчатый (Schizachyrium scoparium). С течением времени площадь, занятая этими доминирующими видами, постепенно росла, а видовое разнообразие сообщества не менялось.
Там, где паслись бизоны, площадь, занятая доминирующими видами трав, снижалась в начале эксперимента, затем стабилизировалась на девять лет, после чего продолжила снижение в течение еще семи лет. В последние 11 лет исследования ее доля составляла 20–25 процентов. Видовое богатство растений на этих участках росло с 1994 по 2010 год. В 2011–2012 годах оно сократилось из-за рекордной засухи, однако уже через два-четыре года вернулось к прежним показателям и продолжило расти.
На участках, где паслись домашние коровы и быки, площадь под доминирующими травами была промежуточной между участками с бизонами и участками без крупных травоядных. Она оставалась относительно стабильной вплоть до 2011–2012 годов, резко снизилась во время засухи, а затем восстановилась. Видовое разнообразие растений здесь мало менялось от года к году, достигая средних значения между участками, где паслись бизоны, и участками, где крупные травоядные отсутствовали.
Сравнение данных за 2020 год (последний в выборке) показало, что там, где пасутся бизоны, площадь под доминирующими видами трав намного ниже, чем в местах, где крупные травоядные отсутствуют. Напротив, для участков с выпасом скота этот показатель мало отличался от участков без травоядных. В присутствии бизонов видовое богатство растений в 2020 году оказалось на 86–103 процента выше, чем там, где не паслись никакие крупные травоядные. Коровы и быки также повысили видовое богатство прерий, но всего на 30–41 процент. Кроме того, к 2020 году на участках, где кормились бизоны, появились несколько видов растений, которые почти отсутствовали там, где пасся скот или где не было крупных травоядных. Среди них золотарник жесткий (Solidago rigida) и 11 видов однолетних трав. Травы Bouteloua gracilis и B. dactyloides, которые предпочитают более сухие прерии, также намного чаще встречались присутствии бизонов. Выпас крупного рогатого скота положительно сказался на меньшем числе видов растений.
Ратайчак и его коллеги предположили, что бизоны и скот повышают видовое богатство прерий, поедая доминирующие виды трав и не позволяя им чрезмерно разрастаться, Тем самым они обеспечивают место для роста более редких видов. Расчеты подтвердили данную гипотезу. Они продемонстрировали, что площадь доминирующих видов трав отрицательно коррелирует с видовым богатством сообщества. Дополнительный анализ показал, что рост видового разнообразия прерий на участках, где пасутся бизоны и домашний скот, достигается за счет местных видов трав. Инвазивные растения, завезенные человеком из других регионов, оставались здесь редкими. В среднем на каждом участке присутствовало всего четыре инвазивных вида растений и 48,9 вида местных. В течение эксперимента количество местных видов растений, приспособленных к прериям, росло на участках, где паслись бизоны и скот, но оставалось неизменным там, где крупные травоядные отсутствовали.
Результаты исследования демонстрируют, что реинтродукция бизонов делает растительность прерий более разнообразной и помогает ей лучше справляться с засухами. Эффект от выпаса скота схожий, но намного более слабый. Вероятно, это связано с различиями в экологии этих животных: если бизоны в основном питаются травами, то домашние коровы и быки предпочитают другие виды растений. Кроме того, бизоны любят купаться в пыли, создавая лишенные растительности участки. Так они делают ландшафт менее однородным, что положительно сказывается на разнообразии флоры. Домашние коровы и быки так себя не ведут.
Ранее мы рассказывали о том, как в британском графстве Кент появились ближайшие родственники бизонов — зубры (B. bonasus). Специалисты по охране природы надеются, что эти дикие быки заменят степных бизонов (B. priscus), которые жили на Британских островах несколько тысяч лет назад, но были истреблены человеком. Согласно плану, дикие быки должны проредить бывшую плантацию сосен и преобразовать ее в полноценный лес, который будет эффективнее улавливать углерод и станет средой обитаний для разнообразных растений и мелких животных.
