Биология

В условиях повышения уровня Мирового океана под угрозой находятся прибрежные экосистемы и их обитатели. Ученые из Нидерландов выявили необычный механизм, позволяющий защищать песчаные берега от разрушения.

Прибрежные ландшафты, покрытые растительностью, играют критически важную роль в накоплении углерода, защите береговой линии и поддержании биоразнообразия. Структура такого берега определяется взаимодействием роста растений и процессов осадконакопления: крепкая и густая растительность не только защищает берег от вымывания, но и укрепляет его.

Особенно актуально изучение этих процессов на небольших необитаемых песчаных островах, которые отличаются высокой динамикой и чей питательный баланс в значительной степени зависит от внешних источников. В таких случаях помочь могут птицы: их экскременты влияют на рост и распределение растений. В условиях повышения уровня моря и сокращения пригодных для гнездования территорий понимание того, как пернатые могут влиять на стабильность и эволюцию своих местообитаний, становится важным и для самих птиц, и для сохранения береговой линии.

Ученые из Утрехтского университета выяснили, как поступление органических удобрений влияет на функциональные признаки растений, состав растительных сообществ и в итоге на морфологию песчаных островов в Ваттовом море. Результаты исследования опубликовал журнал Biogeosciences.

Авторы научной работы применили двухуровневый подход, сочетающий полевые измерения с дистанционным зондированием. На пяти необитаемых песчаных островах было заложено 118 пробных площадок, где определяли видовой состав растений, их высоту, биомассу, глубину корней, содержание органики в почве и высоту над уровнем моря.

Для отслеживания усвоения азота из птичьих экскрементов применили анализ стабильных изотопов азота в листьях. На основе данных о гнездовых колониях ученые построили пространственную модель рассеивания удобрений в радиусе до 300 метров. Состояние растительности оценивали по спутниковым снимкам, а изменение рельефа — по данным лазерного сканирования.

Поступление азота из органических отходов сдвигает состав растительности в сторону азотолюбивых видов. Спутниковый анализ показал, что присутствие птиц усиливает влияние весеннего озеленения на накопление песка, активизируя способность растений улавливать наносы в начале сезона. Органические удобрения также напрямую повышают содержание азота в листьях. При этом их влияние на биомассу, высоту и глубину корней оказалось менее выраженным и сильно зависело от сезона и типа субстрата.

Важным выводом стала сильная пространственная неоднородность эффекта. В среднем по островам взаимодействие удобрений и растительности объясняло лишь несколько процентов изменений высоты рельефа, но вблизи крупных колоний этот вклад достигал 13 процентов. На островах с высокой естественной скоростью осадконакопления эффект от птиц маскировался природными процессами.