Czy w obliczu systematycznego spadku różnorodności gatunkowej wszystkie regiony i siedliska zmieniają się w ten sam sposób? Międzynarodowy zespół badaczy przeanalizował około 700 tysięcy wyselekcjonowanych zdjęć fitosocjologicznych z europejskich baz danych, pierwotnie zebranych w celu klasyfikacji roślinności, i na ich podstawie stworzył model odtwarzający zmiany w czasie.
Dane opracowane przez zespół pod kierunkiem dr. Gabriele Midolo (w składzie był m.in. dr Grzegorz Swacha z Pracowni Ekologii Roślinności Ogrodu Botanicznego Uniwersytetu Wrocławskiego) pokazują, że zmiany są silnie zróżnicowane – zależą zarówno od regionu, jak i od typu siedliska. Jednym z najbardziej zaskakujących wyników jest to, że średnia zmiana liczby gatunków w zbiorowiskach roślinnych Europy w latach 1960–2020 wyniosła około –2%, czyli niemal zero. Na pierwszy rzut oka może się więc wydawać, że nic się nie zmieniło. Ale bardziej szczegółowa analiza wskazuje, że aż 15% badanych stanowisk straciło ponad 20% gatunków. Jednocześnie 19% zyskało ich ponad 20%.
Jak badano zmiany?
Podstawową miarą w badaniu różnorodności było tzw. bogactwo gatunkowe, czyli liczba gatunków rosnących w danym płacie roślinności (w ekologii: alfa-różnorodność). Bogactwo gatunkowe określa się na podstawie zdjęć fitosocjologicznych. Wbrew nazwie nie są to fotografie, lecz szczegółowe spisy wszystkich roślin rosnących na wyznaczonej powierzchni, na przykład na fragmencie łąki, w lesie czy na mokradle.
Najlepszym sposobem badania zmian jest wieloletnie obserwowanie tego samego miejsca i regularne porównywanie składu gatunkowego. Takie stałe powierzchnie badawcze istnieją, ale jest ich zbyt mało, by opisać zmiany w skali całej Europy. Z drugiej strony, przez dziesięciolecia wykonano miliony zdjęć fitosocjologicznych – głównie w celu klasyfikacji roślinności, a nie monitoringu zmian.
Zespół dr. Midolo postanowił wykorzystać je w nowatorski sposób. Naukowcy przeanalizowali około 700 tysięcy wyselekcjonowanych zdjęć fitosocjologicznych z europejskich baz danych, pierwotnie zebranych w celu klasyfikacji roślinności, i na ich podstawie stworzyli model odtwarzający zmiany w czasie. Model przetestowano na tysiącach rzeczywistych serii czasowych, czyli miejscach, gdzie rzeczywiście prowadzono monitoring zmian. Dzięki temu można było sprawdzić, czy przewidywania algorytmu zastosowanego na zbiorze tradycyjnych zdjęć rzeczywiście odzwierciedlają obserwowane zmiany. Innymi słowy, metoda pozwala oszacować trendy w bogactwie gatunkowym nawet w miejscach, gdzie nie istnieją długoterminowe serie pomiarowe, wykorzystując autokorelację przestrzenną i czasową danych ekologicznych.
Dwie epoki zmian
Wyniki pokazują, że historia zmian nie była jednolita. Lata 1960–1980 to okres wyraźnych spadków różnorodności gatunkowej. Choć badanie nie wskazuje bezpośrednich zależności przyczynowo-skutkowych, skala strat jest zgodna z dobrze udokumentowanymi procesami, które w tamtym czasie silnie przekształcały europejskie krajobrazy. Intensyfikacja rolnictwa, nadmierne nawożenie prowadzące do eutrofizacji oraz zanieczyszczenia powietrza i gleb stworzyły warunki sprzyjające kilku odpornym, szybko rozprzestrzeniającym się gatunkom. W efekcie zaczęły one dominować kosztem roślin bardziej wrażliwych na zmiany środowiska. Ekosystemy stopniowo się upraszczały – „twardziele” wygrywali, specjaliści znikali, a właśnie ci najsłabsi odpowiadają za różnorodność.
Dopiero po 2000 roku w wielu regionach pojawiły się oznaki wzrostu liczby gatunków. Częściowo może to wynikać z ograniczenia emisji zanieczyszczeń oraz poprawy polityki ochrony przyrody w Unii Europejskiej. Jednak więcej gatunków nie zawsze oznacza lepszy stan ekosystemu. Wzrost bogactwa gatunkowego może być efektem napływu gatunków ciepłolubnych i obcych, które w związku ze zmianami klimatu przesuwają swoje zasięgi na północ i w wyższe partie gór. W takich przypadkach rośnie liczba gatunków, ale jednocześnie może zanikać unikalny, wyspecjalizowany skład lokalnej flory i zbiorowisk.
Różne siedliska i regiony biogeograficzne
Najbardziej niepokojące trendy odnotowano w lasach. Średnio zubożały one o około 6%, a aż 25% stanowisk utraciło ponad 20% gatunków. Najbardziej ucierpiały lasy na obszarach atlantyckich (w latach 1960–1980) i śródziemnomorskich (po 1990 roku).
W przypadku mokradeł wyniki są najbardziej spolaryzowane: 18% stanowisk odnotowało silne spadki, a 25% – wyraźne wzrosty. Widać też wyraźny podział geograficzny: północ Europy częściej zyskuje (m.in. wskutek ocieplenia klimatu), podczas gdy środek i południe częściej tracą – głównie z powodu presji rolnictwa i osuszania terenów podmokłych.
Murawy i łąki tworzą prawdziwą mozaikę zmian. W jednych miejscach intensyfikacja rolnictwa lub porzucenie tradycyjnego użytkowania prowadzi do ubożenia. Kontynuacja lub przywrócenie tradycyjnego użytkowania sprzyja różnorodności tych ekosystemów. Trend zależy od lokalnych, silnie zróżnicowanych praktyk i historii użytkowania. Największy spadek zaobserwowano na obszarach stepowych Europy. Negatywny trend utrzymywał się przez trzy dekady, począwszy od lat sześćdziesiątych.
Kluczowym pytaniem jest nie tylko, ile gatunków zyskujemy lub tracimy. Ważne także, jakie gatunki znikają, a jakie pojawiają się w ich miejsce – i co to oznacza dla funkcjonowania ekosystemów – zauważa dr Gabriele Midolo z Czeskiego Uniwersytetu Rolniczego w Pradze.
Wyniki badań opublikowało czasopismo „Ecology Letters”. Naukowcy udostępnili także interaktywną aplikację, w której można przeglądać zmiany bogactwa gatunkowego zbiorowisk w Europie od lat sześćdziesiątych XX wieku. Narzędzie pozwala sprawdzić trendy bioróżnorodności w różnych regionach biogeograficznych i typach siedlisk, takich jak lasy, łąki, zarośla czy mokradła.
MK, źródło: UWr