تخریب مراتع در حال تغییر قوانین مرتبط با تنوع زیستی و عملکرد اکوسیستم است

بررسی میدانی و کار نمونه برداری (اعتبار: Qinlu Li)

آن روزهای میدانی هم طاقت فرسا و هم فراموش نشدنی بود. با این حال، هر روز با مناظر منحصر به فرد و نفس گیر فلات تزیین می شد، منظره ای که همیشه روحیه ما را بالا می برد. ایستاده در فلات، احاطه شده توسط بی پایان کبرزیا مراتع زیر آسمان آبی نافذ، ما اغلب می ایستیم و می اندیشیم: جهان های میکروبی نامرئی زیر پای ما چگونه به این تخریب واکنش نشان می دهند؟ در پکن، هیجان کار میدانی جای خود را به ماه‌ها کار آزمایشگاهی دقیق و صبورانه، از جمله مرتب‌سازی صدها نمونه گیاهی، تجزیه و تحلیل هزاران نمونه خاک و پردازش میلیون‌ها توالی DNA داد. سپس لحظه ظهور فرا رسید. هنگامی که ما شروع به تجزیه و تحلیل داده ها کردیم، یک الگوی غیرمنتظره ظاهر شد: چند کارکردی اکوسیستم در علفزارهای تخریب شده کاهش یافت، اما هم غنای گیاهی و هم تنوع زیستی خاک افزایش یافت. ابتدا به خودمان شک کردیم. آیا این می تواند یک مصنوع نمونه باشد؟ اما بررسی های مکرر این روند را تایید کرد. این نقطه عطف بود. ما متوجه شدیم که تخریب صرفاً به معنای «از دست دادن» نیست، بلکه به معنای سازماندهی مجدد است. همانطور که گونه‌های کلونال غالب زمین خود را از دست دادند، سوله‌های اکولوژیکی جدیدی باز شدند و به گیاهان و گونه‌های میکروبی متنوع اجازه شکوفا شدن دادند. چرا و پایمال کردن، ناهمگونی محیطی را افزایش می دهد، که تنوع زیستی را بیشتر تحریک می کند.

آزمایشات آزمایشگاهی (اعتبار: Xuehui Feng)

برای درک اینکه چگونه این تغییرات بر عملکرد اکوسیستم تأثیر می‌گذارد، از مدل‌سازی معادلات ساختاری (SEM) برای کمی کردن سهم نسبی موجودات زنده و خاک در چند کارکردی استفاده کردیم. نتایج قابل توجه بود: در علفزارهای تخریب نشده، چند کارکردی در درجه اول به دلیل غنای گیاهی بود. در علفزارهای تخریب شده، این تأثیر تا زمانی که تنوع میکروبی خاک به عامل اصلی تبدیل شد، ضعیف شد. به عبارت دیگر، تخریب کنترل چند کارکردی را از زندگی بالای زمینی به زندگی زیرزمینی تغییر داد. با کاهش بهره وری گیاهی و ورودی زیست توده، اکوسیستم ها به طور فزاینده ای به تجزیه کننده های میکروبی برای حفظ چرخه مواد مغذی و گردش کربن وابسته هستند. تجزیه و تحلیل شبکه های همزمان نشان می دهد که تخریب تعاملات مثبت بین میکروب ها را افزایش می دهد، و نشان می دهد که همکاری به جای رقابت کلیدی برای حفظ عملکرد اکوسیستم تحت تخریب است. این یافته‌ها با هم، اولین شواهد تجربی در مقیاس بزرگ را ارائه می‌کنند که نشان می‌دهد تنوع زیستی زیرزمینی نقش کلیدی در حفظ چندکارکردی اکوسیستم تحت تخریب متوسط ​​دارد. آنها بر یک تغییر اکولوژیکی عمیق از کنترل فرآیندهای اکوسیستم تحت سلطه گیاهی به کنترل میکروبی تأثیر می گذارند و تأکید می کنند که احیای مؤثر مراتع باید نه تنها بر احیای پوشش گیاهی بلکه بر حفظ و احیای جوامع میکروبی خاک نیز تمرکز کند.

اثرات تخریب مراتع بر عملکرد اکوسیستم، تنوع زیستی و ارتباط بین تنوع زیستی و چند کارکردی اکوسیستم (تصویر توسط Xiaoxia Gao و Yuxuan Bai)

چه آموخته ایم و بعد به کجا می رویم؟

این مطالعه دیدگاه ما را نسبت به تخریب تغییر داد. این فقط یک مسیر نزولی برای فروپاشی نیست، بلکه یک فرآیند مونتاژ مجدد است که کنترل کننده عملکرد اکوسیستم را تغییر می دهد. این به ما آموخت که حتی در شرایط استرس، زندگی دوباره سازماندهی می‌شود و اغلب به روش‌های غیرمنتظره ادامه می‌یابد. با حرکت رو به جلو، ما مشتاقیم تا بررسی کنیم که آیا این تغییر به سمت کنترل میکروبی در طول زمان و در طول بهبودی ادامه دارد یا خیر. ما می خواهیم نشان دهیم که چگونه ویژگی های میکروبی خاص، مانند استراتژی های کسب مواد مغذی، پتانسیل های آنزیمی و شبکه های تعامل، به انعطاف پذیری اکوسیستم ترجمه می شوند. با پیوند دادن ویژگی‌های میکروبی به نتایج اکوسیستم، امیدواریم بتوانیم درک مکانیکی ایجاد کنیم که بتواند شیوه‌های بازسازی مبتنی بر میکروبی را برای علفزارهای تخریب‌شده راهنمایی کند.

برای من شخصاً این سفر متحول کننده بود. با ورود به حرفه تحقیقاتی خود، اغلب به این فکر می کردم که چگونه فرآیندهای زیست محیطی در مقیاس بزرگ با زندگی میکروسکوپی مرتبط هستند. این پروژه که فلات تبت را در بر می گیرد، ساعت های بی شماری در آزمایشگاه و همکاری با مربیان الهام بخش این ارتباط را به من داد. انتشار این تحقیق در گیاهان طبیعی نه یک نقطه پایان، بلکه یک آغاز. این عزم من را برای ادامه تحقیق در مورد اینکه چگونه تنوع زیستی، از ریشه گرفته تا میکروب ها، از ثبات اکوسیستم های سیاره ما محافظت می کند، تقویت می کند.