Trawy, kwiaty i drzewa: Jak lasy i łąki zmieniały się przez sześćdziesiąt lat

Kwaśne deszcze, przeżyźnienie, upały latem - warunki życia dla roślin w Europie w ostatnich dekadach uległy znacznym zmianom. Dotychczas brakowało jednak szerszego spojrzenia na efekt, jaki ma to na bioróżnorodność.

"Jeśli wybierzemy jedynie dane z ostatnich dwudziestu lat, mogą one prowadzić do błędnych wniosków", mówi ekolog Jürgen Dengler, który jest wspierany przez SNF w ramach Narodowego Programu Badawczego "Biodiversity and Ecosystem Services" (NFP 82). Wspólnie z zespołem z Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) uczestniczył w międzynarodowym badaniu, które wypełniło tę lukę.

Analiza opierała się na ogromnej bazie danych, European Vegetation Archive (EVA). Zawiera ona wyniki z ponad dwóch milionów badań inwentaryzacyjnych, które przeprowadzono np. dla celów badawczych lub projektów ochrony przyrody. Takie badania rejestrują na określonych powierzchniach próbnych - zazwyczaj pomiędzy jednym a 400 metrami kwadratowymi - gatunki roślin i ich częstość występowania. Obserwuje się wszystko, od najmniejszych niezapominajek i stokrotek po trzydziestometrowe buki.

Europejski zespół po raz pierwszy wykorzystał 650 000 z tych badań do analizy czasowej. Dla większości tych terenów nie było dotąd informacji o czynnikach takich jak składniki odżywcze czy warunki świetlne, czyli np. czy gleba zawiera dużo azotu, czy gęsta korona drzew zacienia leśną glebę.

Zespół projektowy zrekonstruował to na podstawie obecności tzw. roślin wskaźnikowych, które preferują określone warunki środowiskowe. Przykładem jest mniszek lekarski, który doskonale rośnie na azotowych glebach łąkowych. "Dla projektu po raz pierwszy opracowaliśmy wspólny konsensusowy system europejski z ponad trzydziestu różnych systemów klasyfikacji roślin wskaźnikowych", mówi Dengler.

Nawóz sztuczny, transport i przemysł są problematyczne

Z pomocą sztucznej inteligencji naukowcy przeanalizowali dane z kilku dekad. W ten sposób określili, jak roślinność zmieniała się w ciągu 60 lat w czterech różnych środowiskach - lesie, łące, krzaku i obszarze podmokłym. Zmiany te związano z przekształceniem warunków środowiskowych za pomocą systemu roślin wskaźnikowych.

Jednym z trendów, który się wyróżniał, było zwiększenie liczby roślin lubiących azot we wszystkich środowiskach, takich jak wielka pokrzywa w lesie i rdest plamisty na łąkach. Powód jest jasny. Przez nawozy sztuczne i hodowlę zwierząt gospodarskich, a także przez tlenki azotu produkowane przez transport i przemysł, gromadzi się coraz więcej azotu w glebie. Wzrost takich gatunków stanowi problem, ponieważ wypierają rośliny takie jak orchidee, które preferują ubogie gleby.

Dobrą wiadomością dla lokalnej bioróżnorodności jest to, że aktualne badania pokazują, że ten trend w Szwajcarii trochę się odwraca. "Wygląda na to, że regionalne środki, takie jak redukcja nawozów sztucznych, przynoszą efekty. Ale w całej Europie wciąż tego nie widać", mówi Dengler.

Inne efekty wystąpiły tylko w określonych środowiskach. Na łąkach wskaźniki przesuwają się w stronę gatunków lubiących cień - prawdopodobnie dlatego, że roślinność w całej Europie staje się coraz gęstsza z powodu dopływu składników odżywczych lub braku zarządzania. Według Denglera, wschodnia Europa posiada ogromne nieużytki z powodów socjoekonomicznych. Zapraszenie tych terenów prowadzi do zmniejszenia dostępu światła do gleby. Małe, słoneczne gatunki jak tymianki i pierwiosnki mają mniejsze szanse na rozwój.

Wpływ temperatury zaskakująco niewielki

Wynik, który mógł być bardziej zaskakujący: "Roślinność reaguje znacznie wolniej na wzrost temperatury, niż byśmy się spodziewali", mówi Dengler. Rodzime gatunki nie są więc jeszcze w znacznej mierze wypierane przez gatunki lubiące ciepło z południowszych krajów lub innych kontynentów.

Wyjaśnienie może być takie, że gatunki te zazwyczaj nie żyją w bezpośrednim sąsiedztwie i muszą pokonywać duże odległości, by się osiedlić - czy to przez rozsiew nasion, czy jako przypadkowi pasażerowie w transporcie towarowym. Oczekiwany efekt może zatem opóźniać się w stosunku do wzrostu temperatur.

Wyjątkiem są góry w Szwajcarii. W ostatnich latach zaobserwowano tu, że coraz więcej gatunków lubiących ciepło wkracza na wyższe wysokości. Należą do nich typowe trawy z niższych terenów, takie jak rajgras angielski czy kupkówka pospolita. Nie muszą pokonywać długich dystansów, a jedynie przesunąć swoje siedliska o kilka metrów wyżej - dlatego ta zmiana jest już teraz wykazywalna.

W najbliższych latach Dengler planuje przeprowadzić analizy w ramach projektu SNF VegCHange szczególnie dla Szwajcarii. Chce dokumentować zmiany na drobnej siatce około 100 kilometrów kwadratowych - w międzynarodowej pracy badawczej było to około 25 000 kilometrów kwadratowych. "W gruncie rzeczy mamy tak wiele danych jak nigdzie indziej. Jak dotąd nie są tylko dostępne w centralnej bazie danych."

Wyniki mają zostać opracowane dla potrzeb praktycznych. W ten sposób zainteresowane strony, np. z polityki czy ochrony przyrody, mogą wprowadzać dodatkowe pytania badawcze lub życzenia dotyczące opracowania danych. Proces ten rozpocznie się w Gryzonii, gdzie znajdują się dane o różnorodnych krajobrazach od gruntów ornych po torfowiska i lasy modrzewiowe. Stopniowo dołączą do tego inne kantony.

"W ten sposób możemy ustalić, gdzie w Szwajcarii są największe straty gatunkowe, a następnie przeciwdziałać im z odpowiednią strategią", prognozuje Dengler. I prawdopodobnie okaże się również, gdzie różnorodność biologiczna jest na dobrym poziomie i wystarczy utrzymać status quo.

Informacja redakcji: prawa do zdjęcia należą do odpowiedniego wydawcy. Prawa do zdjęcia: Schweizerischer Nationalfonds