Два эколога из Университета Висконсин-Мэдисон на этой неделе (1 июля) в Proceedings of the National Academy of Sciences сообщают о новом подходе к анализу производства и местоположения 10 различных экосистемных услуг в ландшафте, открывающего двери для возможности определить факторы, определяющие их синергию и компромиссы.Моника Тернер, профессор зоологии Юджина П. Одума и аспирант Цзянсяо Цю нанесли на карту производство, распространение и взаимодействие услуг по трем основным категориям: обеспечение (предоставление ресурсов, таких как еда, волокна или пресная вода), культурное (например, как эстетика и охота) и регулирования (включая улучшение качества грунтовых и поверхностных вод, обработку паводковых вод, предотвращение эрозии и хранение углерода).
Они сосредоточили свое внимание на водоразделе реки Яхара, которая покрывает большую часть центральной части округа Дейн и части округов Колумбия и Рок на юге Висконсина, а также включает цепь озер Мэдисон.«Мы обнаружили, что основные экосистемные услуги не являются независимыми друг от друга.
Они пространственно взаимодействуют очень сложным образом», — говорит Цю, ведущий автор нового исследования.Некоторые из этих взаимодействий не вызывали удивления — например, более высокие уровни производства сельскохозяйственных культур обычно были связаны с более низким качеством поверхностных и грунтовых вод.
Однако два других набора услуг продемонстрировали положительную взаимосвязь: регулирование паводков, пастбища и снабжение пресной водой — все вместе, равно как и отдых в лесу, сохранение почвы, накопление углерода и качество поверхностных вод.«Если вы управляете одним из этих сервисов, вы, вероятно, сможете улучшить и другие», — говорит Тернер. «Это также означает, что вы не можете узко взглянуть на ландшафт. Вы должны учитывать все вещи, которые он создает для нас, и осознавать, что мы должны управлять им очень целостным образом».Даже в ожидаемом компромиссе между урожайностью и качеством воды исследователи обнаружили кое-что неожиданное.
«Существует четкий компромисс между растениеводством и качеством поверхностных и подземных вод», — говорит Цю. «Но, несмотря на это, все еще есть некоторые места, которые могут быть высокими для всех трех услуг — исключения, которые могут обеспечить высокий урожай и хорошее качество воды в целом».Предварительный анализ этих беспроигрышных территорий показывает, что такие факторы, как равнинный рельеф, глубокий уровень грунтовых вод, меньший сток с полей, почва с высокой водоудерживающей способностью, большее количество прилегающих водно-болотных угодий и близость к ручьям с прибрежной растительностью, могут способствовать сохранению обоих культур. производство и хорошее качество воды.
Результаты также показывают, что почти вся земля в водоразделе обеспечивает высокий уровень по крайней мере одной из измеренных услуг, но что они не распределены равномерно. Большинство областей предлагают на высоком уровне всего одну или две услуги. Но некоторые из них, называемые «горячими точками» и составляющие всего три процента водосбора (в основном парки и охраняемые территории), обеспечивают высокий уровень по крайней мере шести из измеренных услуг.
«Один участок земли может одновременно предоставлять различные виды услуг, но нельзя ожидать, что эта земля может предоставить все преимущества», — говорит Цю.Работа проводилась в рамках более крупного проекта по повышению устойчивости водных ресурсов в смешанном городском и сельскохозяйственном ландшафте при поддержке Программы устойчивости водных ресурсов и климата Национального научного фонда (NSF).«Этот документ представляет собой первоначальную оценку, которая дает нам картину пространственного распределения экосистемных услуг в наше время, отправную точку для сравнения», — говорит Крис Кучарик, профессор агрономии и исследований окружающей среды из Университета штата Вашингтон в Мэдисоне и главный исследователь общей Проект NSF.
Проект направлен на использование комбинации современных и исторических данных, чтобы понять, как водораздел может измениться в следующие 50-60 лет.«В конечном итоге мы хотим иметь возможность взглянуть на будущие сценарии для этого водораздела», — говорит Тернер. «Если изменится климат или изменится землепользование, что произойдет с ценностями, которые нам небезразличны?»