Научный анализ угроз и оценка биоразнообразия почв

Научное сообщество проявляет растущую озабоченность потенциальным сокращением биоразнообразия почв, несмотря на дефицит долгосрочных данных, однозначно подтверждающих эту тенденцию. Общеизвестно, что темпы сокращения глобального биоразнообразия на порядки превышают фоновые уровни вымирания вследствие антропогенной деятельности. Однако статус огромного разнообразия почвенных организмов остается в значительной степени неопределенным. Учитывая ускоренное вымирание макрофауны, логично предположить аналогичные потери в почвенных экосистемах. Относительная новизна научных дисциплин, таких как экология почв и биология почв, усугубляет этот пробел из-за отсутствия полных исторических данных о почвенной биоте.

Тем не менее, появляющиеся данные указывают на тревожные тенденции, например, значительное сокращение популяций грибов. В ряде европейских стран зафиксировано резкое уменьшение их видового разнообразия. В Нидерландах отмечено сокращение численности видов грибов на 65% за два последних десятилетия. Федеральное управление по охране окружающей среды Швейцарии опубликовало "Красный список", включающий 937 видов грибов, находящихся под угрозой национального исчезновения. Другой очевидной причиной утраты биоразнообразия являются инвазивные виды. В североамериканских лесах растение чесночница горчичная серьезно сокращает популяции полезных арбускулярных микоризных грибов (AMF), а в Великобритании новозеландский плоский червь (Arthurdendyus triangulatus) представляет прямую угрозу для местных сообществ дождевых червей.

Фундаментальным шагом для сохранения является получение комплексных знаний о текущем состоянии, распределении и нагрузках на почвенное биоразнообразие. Для этой оценки обеспечивает надежную основу модель системы DPSIR (Движущие силы — Давление — Состояние — Воздействие — Реакция), представленная на Рис. 5.1. В рамках этой концепции экологические проблемы анализируются системно: социально-экономические драйверы стимулируют человеческую деятельность, создающую давление на среду. Это давление изменяет состояние окружающей среды, приводя к негативным воздействиям, что, в свою очередь, вызывает управленческую реакцию общества. Данная система, изначально разработанная для глобальной оценки, здесь применяется конкретно к почвенному биоразнообразию.

В европейском контексте основные антропогенные факторы давления распределены по трем иерархическим уровням. На уровне экосистем ключевыми драйверами являются изменение землепользования, чрезмерная эксплуатация и изменение климатических, гидрологических и геохимических режимов. На уровне видов основные угрозы исходят от изменения условий среды, конкуренции с инвазивными видами и воздействия экотоксинов. На генетическом уровне давление обусловлено изменениями среды, экотоксинами и так называемым "генетическим загрязнением" от искусственных или экзогенных генов.

Следует отметить, что некоторые значимые для наземного биоразнообразия факторы, такие как фрагментация местообитаний, в обычных пространственных масштабах менее критичны для почвенных организмов. Это связано с их малыми размерами и ограниченной миграционной способностью. Однако любой процесс, вызывающий деградацию или физическую потерю почвы, напрямую уничтожает и ее биологическое разнообразие. На Рис. 5.1, основанном на подходе DPSIR, схематично обобщены эти основные факторы давления и их движущие силы.

Для количественной оценки угроз был применен метод экспертного опроса. В Объединенном исследовательском центре Европейской комиссии (JRC) была создана профильная рабочая группа. Используя структурированный вопросник, двадцать экспертов присвоили каждой угрозе оценку серьезности по шкале от 1 до 10. Индивидуальные оценки агрегировались и преобразовывались в проценты от максимально возможного балла (200) для минимизации субъективной предвзятости. Результаты этого анализа наглядно представлены на Рис. 5.2, иллюстрируя как ранжирование угроз, так и базовую трудность их оценки в условиях недостатка эмпирических данных.

Ключевой проблемой остается фундаментальный пробел в знаниях о большинстве почвенных видов: их точных экологических функциях, устойчивости к нагрузкам, биотических взаимодействиях и пространственном распределении. Количественная оценка исходных (референтных) состояний сложна, но необходима для анализа будущих изменений. Ситуацию усложняет концепция функциональной избыточности, когда экосистемные процессы сохраняются даже при сокращении видового богатства, что может маскировать истинное воздействие угрозы. Это делает крайне трудной количественную оценку влияния отдельного фактора на общую функциональность почвенной системы.

Итогом проведенного анализа стало создание карты потенциальных угроз биоразнообразию почв. Этот визуальный инструмент, описанный в разделе 5.2, синтезирует экспертные оценки для выделения географических регионов наибольшей экологической озабоченности. Таким образом, исследование представляет собой важный шаг по трансформации научного понимания в формат, пригодный для разработки целенаправленной экологической политики и эффективных природоохранных мер, фокусируя усилия на сохранении ключевого, но уязвимого компонента биосферы.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Rebekka Artz, The Macaulay Land Use Research Institute, UK Dimos Anastasiou, Bio4met, Greece Dominique Arrouays, L’Institut National de la Recherche Agronomique, France Ana Catarina Bastos, Cranfield University, UK Anna Bendetti, Istituto Sperimentale per la Nutrizione delle Piante.

Источник: European Atlas of Soil Biodiversity.

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам биологических и экологических специальностей, почвоведам, экологам-практикам, а также всем, кто интересуется основами почвенного биоразнообразия и функционирования наземных экосистем.