Проведя статистический анализ данных со всего мира, ученые установили, что многочисленные природные и антропогенные стрессоры снижают уровень биоразнообразия и функционирования почвы в почвенных экосистемах. Количество и конкретная комбинация этих стрессоров являются определяющими факторами в этом взаимодействии. К такому выводу пришла международная группа ученых под руководством Маттиаса К. Риллига, профессора биологии из Фрайского университета.

Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Climate Change под названием "Увеличение числа стрессоров снижает экосистемные услуги почв во всем мире".

Чтобы выжить, почвы и наземные экосистемы по всему миру должны противостоять широкому спектру природных и антропогенных стрессоров. Это и засухи, и потепление, и воздействие вредных химических веществ, включая микропластик. Не только тип стрессора, но и их количество (в частности, вызванные деятельностью человека) оказывают негативное влияние на различные процессы в почве.

"Наши предыдущие лабораторные исследования показали, что увеличение числа факторов глобальных изменений привело к снижению таких почвенных процессов, как разложение, агрегация почвы и почвенное дыхание, а также к снижению биоразнообразия почвы", - говорит профессор Риллиг, ведущий автор исследования и руководитель исследовательской группы, в которую также входил испанский эколог доктор Мануэль Дельгадо-Бакеризо.

Исследовательская группа проанализировала два глобальных стандартизированных полевых исследования почв и ряд природных и человеческих факторов, которые, как известно, влияют на почвенные экосистемы.

"Наше исследование оценило почвенные экосистемы, классифицировав пятнадцать переменных экосистем на шесть основных типов экосистемных услуг: разложение органического вещества, биоразнообразие почвы, борьба с патогенами, продуктивность растений, регулирование водного режима и круговорот питательных веществ. Для целей исследования мы определили семь важных экологических переменных как стрессоры. Они были выбраны на основе их потенциала вызывать экологический стресс при достижении высокого уровня: засушливость, температура, сезонность, засоленность, расстояние от нейтрального рН, уровень тяжелых металлов и влияние человека. Мы также учитывали уровень содержания пестицидов и микропластика в почве, так как данные по ним были доступны для подгруппы мест в одном из глобальных полевых исследований", - объясняет Риллиг.

Для того чтобы изучить количество стрессоров как параметров исследования, данные глобальных полевых исследований сначала нужно было преобразовать в переменную, отражающую количество факторов. Для этого исследователи подсчитали количество экологических стрессоров, которые преодолели заданное пороговое значение.

Количество стрессоров считалось преодолевшим порог, когда они превышали 75 процентов от максимального уровня стрессоров. Исследование показало, что увеличение числа факторов выше определенного порога снижает способность почв поддерживать экосистемные услуги.

"Это увеличение числа стрессоров, превышающих пороговое значение, может объяснить реакции почвы, которые до сих пор нельзя было объяснить только типом стрессоров", - говорит Риллиг. Кроме того, результаты исследования показали, что "люди должны уменьшить свое воздействие на экосистемы путем сокращения числа факторов, негативно влияющих на почвенные процессы и биоразнообразие почвы".

Комбинация антропогенных воздействий в совокупности влияет на почвенные процессы и биоразнообразие почвенных экосистем. "Если масштаб этой проблемы, то есть количество стрессоров, превышающих критический порог, не будет уменьшен, мы рискуем потерять важные экосистемные услуги", - говорит Риллиг.

В то же время Риллиг отмечает, что в исследовании использовался преимущественно наблюдательный подход. Это означает, что исследователи смогли обнаружить закономерности, но не смогли сделать прямых выводов относительно причинно-следственных связей. Для объяснения связи между количеством стрессовых факторов и реакцией экосистемы потребуются дополнительные исследования. Влияние нескольких одновременных факторов на другие типы экосистем (например, водные системы) также может стать потенциальным будущим направлением исследований.