EN

Научное обоснование

    В позднем Плейстоцене степные экосистемы являлись доминирующими экосистемами планеты. В Европе, на севере Азии и на территории северной Америки доминировала мамонтовая тундростепь. В более южных широтах мамонты не водились, но принципиально степные экосистемы друг от друга не отличались. Все они характеризовались высокой плотностью животных, богатой травяной растительностью, высокой скоростью био-круговорота. Виды животных в экосистемах могли отличаться, но набор их «профессий» оставался почти неизменным — в каждой были необходимы «слоны», «коровы», «козлы», «волки», «тигры» и так далее. Эти экосистемы были крайне устойчивыми, они существовали сотни тысяч лет и пережили как глубокие оледенения, так и потепления, схожие с Голоценовым. Высокая численность животных позволяла травам оставаться единственной растительностью, так как только травы могут выдерживать активный выпас, кустарники же и деревья ломались или вытаптывались.

    Анализ костей, собранных на Севере Сибири, позволил рассчитать, что биомасса животных даже в холодные эпохи на севере достигала 10 тонн на квадратный километр, и в среднем на каждом квадратном километре северных степей пасся один мамонт, 5 бизонов, 6 лошадей и 10 оленей. Когда климат теплел, продуктивность пастбищ повышалась, и численность животных возрастала, а в суровые оледенения, наоборот, падала. При этом численность животных в более теплых и влажных степях была заметно выше, чем на севере.

    Степные экосистемы играли важную климатообразующую роль. В холодные эпохи почвы степей, и особенно почвы мамонтовой тундростепи, являлись основным наземным хранилищем и поглотителем углерода, а при потеплении климата тысячи миллиардов тонн углерода высвобождались обратно в атмосферу. Высокое альбедо степей помогало отражать значительную часть солнечного тепла. Высокая продуктивность и транспирация степей позволяла держать почвы сухими и предотвращала образование болот, поэтому глобальная эмиссия такого важного парникового газа, как метан, в атмосферу была низкая.

    14650 лет назад произошло очередное потепление, и это потепление не было более сильным, чем потепления в предыдущих ледниковых циклах, но оно повлекло за собой изменения не наблюдаемые ранее. Степные экосистемы по всей планете были заменены лесами, болотами и тундрами. Произошло глобальное вымирание крупных травоядных, сравнимое по своим масштабам только с вымиранием динозавров. Был нарушен цикл оледенения и климат, вместо того, чтобы постепенно вернуться к ледниковым условиям, остался неизменным на протяжении всего голоцена. Почему экосистемы, пережившие не один цикл похолодания и потепления, исчезли именно в Голоцене? Чем отличается последнее потепление от всех предыдущих?

    В Плейстоцене роль человека в степных экосистемах была очень низкой. Человек был самым медленным и слабым животным, обремененным беззащитным потомством. Дикие животные, и особенно хищники, были для них не пищей, а смертельной опасностью. Ареал обитания человека был ограничен Африкой, Австралией и югом Европы и Азии. Однако сразу после потепления 14650 лет назад человек начал массовую экспансию в Сибирь, Арктику и через Берингов пролив, попал в Америку, где всего за 100-200 лет достиг южной оконечности Южной Америки. Вместе с ростом численности людей множились навыки и знания человека. С потеплением в местах, ранее слишком суровых для жизни, появились дрова и возможности строить жилища. Благодаря новым возможностям и технологиям, человек в степи из травоядного и падальщика превратился в новый вид хищника. Появление нового хищника — это всегда стресс для экосистемы в целом и травоядных видов в частности, а появление хищника, непрерывно оттачивающего свои навыки и методы охоты, оказалось для экосистемы стрессом, который она не смогла пережить.

    Следом за волной миграции человека двигалась волна вымирания животных. И если в Европе и Африке вымер только небольшой процент от всего видового набора мегафауны, то в Южной Америке большая часть видов животных с весом более 44 кг вовсе исчезла. Виды, которым удалось пережить волну миграции человека, значительно снизили свою численность и были вынуждены искать убежищ в горах и лесах. В результате десятки миллионов квадратных километров степей и лугов на всей планете остались без травоядных. Вновь выросшая летом трава не была съедена и осталась лежать мертвым литером на поверхности почвы. Полезные вещества, сохраненные в литере, были выдернуты из биокруговорота. Новые побеги деревьев и кустарников никто не вытаптывал. Низкий уровень транспирации вызвал повышенную влажность почв, полезные вещества вымывались из неё, и через несколько сотен лет богатейшие степи планеты были заменены низкопродуктивными современными экосистемами, и у животных исчезла возможность восстановить свою численность — исчезла необходимая кормовая база.

    Впоследствии, с развитием земледелия, леса и болота были заменены искусственными экосистемами полей и домашних пастбищ. Восстановление богатых степных экосистем в этих местах невозможно, так как эти территории находятся на службе у растущего населения Земли, но существуют обширные территории на нашей планете, где земледелие невозможно. Эти неиспользуемые и пустынные, с точки зрения биоразнообразия, территории могут стать домом для угнетенных диких животных, и, что не менее важно в свете продолжающегося потепления климата, — хранилищем углерода, а также зеркалом, отражающим солнечное тепло в атмосферу.

    Современные экосистемы находятся в устойчивом состоянии, и у них, как у и степных экосистем Плейстоцена, существуют защитные и компенсирующие механизмы, позволяющие выдерживать конкуренцию. При одинаковых климатических и внешних условиях могут устойчиво развиваться как степи, так и леса или тундры, необходимо только, чтобы эти механизмы заработали. Мамонтовые тундростепи в Плейстоцене доминировали как на Аляске, так и в совершенно других климатических условиях на Иберийском полуострове, так же, как и тундры сейчас успешно доминируют как в Швеции, так и на севере Сибири. Человек вызвал замещение степи на леса и тундры, элементарно снизив численность животных и продержав эту низкую численность достаточно долгое время для деградации пастбищ. Для того, чтобы провести обратные превращения, необходимо поступать обратным образом — требуется на ограниченной территории искусственно поддерживать высокую численность животных в течение времени, достаточного для развития пастбищ. Когда лесная, моховая и кустарниковая растительность исчезнет, количество удобрений возрастет, высокопродуктивные травы будут доминировать и будет достаточный набор травоядных и хищников, степная экосистема станет устойчивой и способной к расширению.

Случайные фото