Китайские исследователи установили, как продолжительное сельскохозяйственное использование земли влияет на разнообразие почвенной фауны и устойчивость экологических сетей в пустынных агроэкосистемах. Об этом сообщает Северо-западный институт экологии и ресурсов (NIEER) Китайской академии наук.
Результаты работы опубликованы в научных журналах Agriculture, Ecosystems and Environment и Plant and Soil. По данным института, исследование формирует научную основу для оценки состояния почв на сельскохозяйственных угодьях оазисов.
Почвенная фауна играет ключевую роль в формировании пищевых сетей и функционировании экосистем. Однако ее разнообразие сокращается под воздействием климатических изменений и антропогенной нагрузки, что приводит к перестройке структуры почвенных сообществ. Как отметил научный сотрудник NIEER Лю Цзилиан, в глобальных сельскохозяйственных системах снижение разнообразия и функциональности почвенной фауны происходит быстрее, чем в других экосистемах. Интенсивное земледелие вызывает многоуровневое сокращение численности почвенных организмов и запускает каскадные изменения в экосистемах.
Эти процессы ослабляют функции почвы, включая биологический контроль вредителей и болезней, разложение органических остатков, круговорот питательных веществ и нейтрализацию вредных соединений. В результате ухудшается общее состояние и стабильность почвенной среды.
Для анализа процессов исследовательская группа NIEER провела полевые работы на сельскохозяйственной станции в оазисе Чжанъе, расположенном в провинции Ганьсу на северо-западе Китая. Целью исследования стало изучение взаимосвязей между землепользованием, растительностью и почвенной средой, а также их влияния на разнообразие и функции почвенной фауны.
В эксперимент включили участки с разным сроком сельскохозяйственного использования — 10, 30, 50 и 100 лет, а также заброшенные земли. В качестве контрольной точки использовалась естественная пустыня. Метод «замещения пространства временем» позволил проследить изменения экосистемных параметров на длительных временных масштабах.
Результаты показали, что сельскохозяйственное освоение пустынных земель в оазисах в целом повышает разнообразие почвенной фауны по сравнению с естественной пустыней. Также наблюдалось усиление трофических функций по мере увеличения продолжительности земледелия. При этом длительная обработка почвы и последующее забрасывание земель приводили к снижению разнообразия и нарушению функциональных связей в почвенных сообществах. Это, в свою очередь, отрицательно влияло на здоровье и устойчивость почвы.
Исследование показало, что земледелие в условиях оазисов может улучшать почвенную среду, увеличивая численность травоядных и других групп почвенных организмов, а также изменяя трофическую структуру сообществ. В то же время долгосрочные изменения землепользования формируют сложные обратные связи между почвой, растительностью и фауной, которые могут как усиливать, так и ослаблять устойчивость экосистем.
По словам Лю Цзилиана, комплексный анализ долгосрочных изменений почвенной фауны позволяет лучше понять их связь с функциями почвы и оценить роль пищевых сетей как индикатора экологической стабильности. Полученные данные могут быть использованы для оценки состояния почв на сельскохозяйственных угодьях оазисов и разработки более устойчивых моделей землепользования.
