Если палку сгибать, то до некоторого порога она может распрямляться, но, если согнуть ее слишком сильно – она сломается. Внезапный слом – свойство всех систем, обладающих способностью к сопротивлению. Различные биологические системы при изменениях окружающей среды также демонстрируют нелинейные реакции с внезапными, резкими (пороговыми) переходами от одного состояния к другому. Хотя такие сдвиги теоретически ожидаются, немногие исследования наблюдали в реальности пороговый переход от одного состояния экосистемы к другому. Ученые из ИПЭЭ РАН за 18 предыдущих лет непрерывного мониторинга получили возможность выявить некоторые закономерности изменения популяционных реакций мелких млекопитающих, их сообществ и биомассы. Индивидуально меченых зверьков мониторили на зарастающем лесом, заброшенном паханом поле – в «постагрогенном лесу» и на заброшенном в том же году деревенском пастбище – лугу.

Реакция на экстраординарную засуху 2010 года проявлялась на индивидуальном, популяционном и экосистемном уровнях. Наблюдаемые эффекты выявили значительные различия в изучаемых экосистемах. Постагрогенный лес – динамичная система, демонстрирующая быстрый переход от пашни к лугу и быстро растущему лесу. Луг формировался при многолетнем выпасе копытных и здесь возникла «новая» экосистема. Эта система оказалась довольно устойчивой и за 18 лет наблюдений почти не изменилась. В динамичной системе засуха сработала как триггер и после нее сообщество лугового типа резко сменилось сообществом лесного типа.

Это стало видно по изменению потоков ресурса (биомассы видов с различной трофической специализацией) с лугового типа (преобладали зеленоядные виды) на лесной (преобладают семеноядные) – смену функциональной структуры системы. На заброшенном пастбище после засухи, мы выявили только долгосрочное уменьшение общей биомассы, т. е. сдвиг режима, при сохранении той же функциональной структуры. Изменения в сообществе были основаны на популяционных реакциях. Рыжая полевка не показала никакой реакции популяции, что свидетельствует о способности особей переносить засуху. Обыкновенная бурозубка после засухи испытала глубокую депрессию популяции, которая в постагрогенном лесу привела к временному снижению обилия с последующим возвратом к исходному состоянию. Полевка-экономка показала отсроченную реакцию популяции с общим снижением обилия на лугу и крахом популяции в постагрогенном лесу.
Таким образом, одно и то же воздействие (в данном случае – засуха) вызвало различные реакции у разных видов и привело к различным эффектам в сукцессионных и устойчивых экосистемах. Статья опубликована в журнале Environmental Monitoring and Assessment