Zrozumienie wpływu owadów roślinożernych na ekosystemy leśne
Większość lasów pochłania obecnie więcej dwutlenku węgla niż go uwalnia, pomagając spowolnić gromadzenie się CO2 w atmosferze. Wielkość i czas trwania tego efektu kontrolowane są przez szereg czynników wpływających na wzrost roślin, z których kluczowym przykładem są składniki odżywcze gleby. „Jednym z kluczowych czynników wpływających na obieg składników odżywczych w roślinach i glebie, którego znaczenie dotychczas pomijano, jest działalność zwierząt, zwłaszcza roślinożerców”, zauważa koordynator projektu ECOHERB Daniel Metcalfe z Uniwersytetu w Umeå w Szwecji. „Nieliczne badania nad wpływem roślinożerców na obieg składników odżywczych w ekosystemie skupiały się raczej na dużych zwierzętach, a nie owadach, mimo że są one niezwykle liczne w wielu systemach lądowych”.
Wpływ owadów na obieg składników odżywczych
Projekt ECOHERB, finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, miał na celu wypełnienie tej luki. Osiągnięto to poprzez stworzenie globalnej sieci obszarów leśnych, w których udział owadów roślinożernych w obiegu składników odżywczych można było określić ilościowo w skoordynowany i systematyczny sposób. Utworzono stacje monitorujące obejmujące wszystkie typy lasów. W celu zbadania wpływu odchodów roślinożerców na procesy glebowe w różnych warunkach temperatury i wilgotności przeprowadzono odpowiednie eksperymenty. Informacje te są obecnie integrowane z najnowocześniejszymi modelami ekosystemów. „Główne podejście, które przyjąłem, zostało nakreślone w mojej wcześniejszej pracy, opublikowanej tuż przed rozpoczęciem projektu”, mówi Metcalfe. „Dzięki projektowi ECOHERB mogłem znacznie zwiększyć skalę tych wypróbowanych i przetestowanych metod, aby lepiej zrozumieć rolę owadów roślinożernych w ekosystemach lądowych”. W praktyce wiązało się to z koniecznością pokonania ogromnych przeszkód biurokratycznych i logistycznych w celu ustanowienia i przeprowadzenia intensywnych działań monitorujących w odległych lokalizacjach w dziesiątkach krajów. Było to szczególnie trudne w ostatnich latach projektu, które przypadły na czas trwania pandemii COVID-19. „Powodzenie projektu jest świadectwem niezwykle utalentowanego i oddanego zespołu naukowców z tytułem doktora i doktora habilitowanego oraz partnerów krajowych, którzy byli zaangażowani w projekt”, dodaje Metcalfe.
Czynniki wpływające na uwalnianie węgla i składników odżywczych
Pomimo tych wyzwań Metcalfe był w stanie stworzyć najbardziej szczegółowy i kompleksowy obraz wzorców i czynników leżących u podstaw uwalniania węgla i składników odżywczych z lasów za pośrednictwem owadów roślinożernych. „Udało nam się zbadać wzorce uwalniania węgla i składników odżywczych za pośrednictwem roślinożerców w stosunkowo niezakłóconych systemach leśnych”, zauważa. „Na tej podstawie udało nam się ustalić występowanie owadów roślinożernych na całym świecie i lepiej zrozumieć biogeochemię lasów”. Na przykład na Hawajach Metcalfe'owi i jego zespołowi udało się określić ilościowo, w jaki sposób składniki odżywcze uwalniane przez roślinożerców wpływają na niektóre kluczowe procesy ekosystemowe oraz w jaki sposób te czynniki kontrolne i procesy były regulowane przez klimat. „Obecnie współpracujemy z kilkoma różnymi zespołami ds. modelowania, aby wykorzystać zebrane dane do opracowania i ulepszenia kilku różnych modeli ekosystemów”, mówi.
Monitorowanie na dużą skalę
Praca Metcalfe'a pomogła podkreślić znaczenie wysiłków w zakresie monitorowania na dużą skalę i pokazała, w jaki sposób można z powodzeniem rozwijać i zwiększać skalę wstępnych badań. „Uważam, że zastosowane przez nas metody i osiągnięte wyniki stanowią mocny argument za włączeniem owadów roślinożernych i aktywności zwierząt ogółem do modelowych symulacji funkcji i procesów ekosystemu”, opowiada. „Mam nadzieję, że będę mógł kontynuować pracę w wielu lokalizacjach, bazując na fantastycznej sieci partnerów krajowych, dzięki którym możliwa była dotychczasowa praca”.
Słowa kluczowe
ECOHERB, ekosystemy, lasy, CO2, owady, atmosferyczny, odżywczy
