Трофическая регуляция ограничивает накопление углерода в экосистемах в условиях глобальных изменений

Глобальные изменения быстро перестраивают углеродный цикл экосистем, однако роль трофической регуляции — фундаментального фактора биогеохимического круговорота веществ в экосистемах — в опосредовании этих реакций остается недостаточно изученной. В настоящей работе представлен глобальный синтез взаимодействий между трофической регуляцией и основными факторами глобальных изменений (ФГИ: внесение удобрений, потепление, пожары, увеличение количества осадков, засуха и сочетание нескольких ФГИ), основанный на 708 парных полнофакторных экспериментальных тестах из 132 исследований, проведенных по всему миру. Показано, что, хотя сами по себе ФГИ в среднем увеличивают запасы углерода в экосистемах на 27%, их взаимодействие с растительноядными животными приводит к потере 23% углерода, сводя на нет потенциальный прирост, обусловленный отдельными ФГИ. Потери углерода преимущественно приходятся на углерод надземной растительной массы, подстилки и микробной биомассы; наиболее выраженное истощение наблюдается в тропиках, засушливых регионах, водных экосистемах и восстанавливающихся экосистемах. Размер тела растительноядных животных оказался направляющим признаком, определяющим характер этих эффектов: мелкие растительноядные животные оказывали непропорционально сильное негативное воздействие. Важно, что, хотя исключение растительноядных животных усиливает накопление углерода в условиях глобальных изменений, такая выгода для секвестрации достигается ценой снижения разнообразия растений, выявляя присущий ей компромисс между ориентацией на накопление углерода и целостностью экосистем. В совокупности полученные результаты показывают, что потенциал секвестрации углерода в условиях глобальных изменений нельзя оценивать независимо от трофической регуляции. Поэтому учет обратных связей, опосредованных животными, необходим для реалистичного прогнозирования с помощью моделей земной системы и разработки природоподобных решений, сочетающих смягчение последствий изменения климата с сохранением биоразнообразия.