Le praterie rappresentano circa il 40% degli ecosistemi terrestri e sono fondamentali per la sicurezza alimentare globale.

Le praterie selvatiche forniscono cibo per il bestiame e habitat per gli impollinatori, oltre a fungere da serbatoio di carbonio nell’era dei cambiamenti climatici.

Preservare la salute delle praterie autoctone è un elemento cruciale per proteggere l‘approvvigionamento alimentare umano e preservare la biodiversità di fronte all’aumento delle temperature globali e ai cambiamenti dei modelli meteorologici.

La stabilità temporale della comunità misura la capacità dei pascoli di mantenere una crescita produttiva a lungo termine nonostante i cambiamenti ambientali. In genere, i pascoli sono più stabili quando sono presenti più specie vegetali, poiché le diverse specie reagiscono in modo diverso alle fluttuazioni climatiche, consentendo che il declino di alcune specie sia compensato dalla persistenza o dalla crescita di altre.

Numerosi studi hanno analizzato gli effetti della perdita di specie sulla stabilità delle comunità di praterie; tuttavia, molti di questi modelli sperimentali non rispecchiano le condizioni di praterie mature o naturali. Per questo motivo, i processi che collegano biodiversità e stabilità sono ben noti, ma le conseguenze della perdita di specie non casuale, dovuta ad esempio al pascolo o ai cambiamenti climatici, non sono ancora ben comprese.

Per affrontare questo problema, un gruppo di ricercatori dell’Università Nazionale di Yokohama ha progettato uno studio per indagare come diverse sequenze di perdita di specie influenzino la stabilità dei pascoli e per identificare i meccanismi attraverso i quali viene mantenuta la stabilità della comunità. In particolare, questo studio si differenzia dai precedenti che analizzavano come la stabilità delle specie e/o l’asincronia delle specie promuovano la stabilità dei pascoli.

Il team ha pubblicato il suo studio il 29 giugno sulla rivista Journal of Ecology .

Test della perdita di specie non casuale

“La maggior parte degli esperimenti sulla biodiversità presuppone una perdita casuale di specie, ma nel mondo reale le specie spesso si estinguono in modo non casuale a causa di pressioni come il pascolo e la variabilità climatica. Ci siamo chiesti se diverse sequenze di perdita di specie modifichino non solo la stabilità della comunità in sé, ma anche i processi che la sostengono, come la diversità funzionale, le dinamiche compensative e la stabilità delle specie”, ha affermato Takehiro Sasaki, professore presso la Facoltà di Scienze Ambientali e dell’Informazione dell’Università Nazionale di Yokohama, in Giappone.

Innanzitutto, il gruppo ha studiato come la stabilità della comunità risponde a scenari di perdita di specie imposti sperimentalmente. Il team ha poi valutato i percorsi ecologici responsabili dell’influenza sulla stabilità dei pascoli. I ricercatori hanno testato quattro ipotesi, ciascuna corrispondente a uno scenario di perdita di specie definito dall’ordine di rimozione delle specie. Queste rimozioni si basavano sull’abbondanza delle specie nel pascolo, che riflette diversi modelli di perdita di specie che si osservano spesso in condizioni di pascolo, variabilità climatica o una combinazione di entrambi.

Risultati stabili, meccanismi in continuo cambiamento

Nel complesso, il team non ha riscontrato differenze nella stabilità delle comunità di praterie, indipendentemente dall’ordine di rimozione delle specie. Cosa ancora più importante, tuttavia, il team ha scoperto che i meccanismi che collegano la perdita di specie alla stabilità della comunità differiscono a seconda dell’ordine di rimozione delle specie.

“Le comunità delle praterie possono apparire sorprendentemente stabili nel breve termine, anche in caso di scomparsa di specie, ma i processi che sostengono tale stabilità possono cambiare drasticamente a seconda di quali specie scompaiono per prime. In altre parole, non conta solo quante specie scompaiono, ma quali vengono perse e in quale ordine. Ciò significa che gli scenari di scomparsa casuale delle specie potrebbero non cogliere importanti conseguenze ecologiche dei cambiamenti di biodiversità reali e non casuali”, ha affermato Sasaki.

Ad esempio, nello scenario in cui le specie più abbondanti sono scomparse, la diversità funzionale è diminuita, riducendo la stabilità delle specie e, di conseguenza, la stabilità del prato. I ricercatori hanno scoperto che in questo scenario l’asincronia tra le specie ha rappresentato il principale fattore determinante della stabilità, mentre la ricchezza di specie ha contribuito in misura minore. In un altro scenario testato, invece, la perdita delle specie meno abbondanti ha avuto un effetto minimo sulla stabilità. In questo caso, la stabilità del prato è risultata correlata all’asincronia tra le specie e alla stabilità delle specie stesse.

Sono ancora necessari tempi più lunghi

Nonostante ciò, non tutte le praterie sono uguali e il team di ricerca prevede di studiare altre regioni per periodi più lunghi per verificare se i risultati ottenuti si confermino nel lungo termine e in tutto il mondo.

“Il nostro esperimento è durato solo tre anni, quindi ora vogliamo capire come la perdita di specie non casuale rimodella la stabilità su scale temporali più lunghe e in presenza di una più ampia variabilità climatica. In definitiva, il nostro obiettivo è costruire un quadro più realistico per prevedere quando la perdita di biodiversità eroderà la stabilità dell’ecosistema, in modo che la conservazione e la gestione dei pascoli possano concentrarsi non solo sulla ricchezza di specie, ma anche sulle specie e sui ruoli funzionali che contano di più per il mantenimento di ecosistemi stabili”, ha affermato Sasaki.

Abstract

1. Fattori di stress ambientali come il pascolo e la variabilità climatica spesso causano una perdita non casuale di specie vegetali. Tuttavia, i loro effetti sulla stabilità temporale delle comunità vegetali rimangono poco chiari.
2. Abbiamo condotto un esperimento manipolativo in una prateria semi-arida utilizzando quattro scenari di perdita di specie ecologicamente motivati, definiti dall’ordine di rimozione delle specie lungo le classifiche di abbondanza locale: rimozione a partire dalla specie più abbondante, rimozione a partire dalla specie meno abbondante, rimozione simultanea da entrambe le estremità della classifica di abbondanza e perdita di specie casuali. Abbiamo valutato le conseguenze di questi scenari sulla stabilità della comunità a livello locale (1) verificando le differenze complessive nella stabilità della comunità, (2) identificando i percorsi che collegano la perdita di specie alla stabilità della comunità e (3) quantificando i contributi relativi dei principali percorsi di stabilizzazione e dei loro componenti.
3. La stabilità della comunità non ha mostrato alcun declino apparente in nessuno scenario di perdita di specie, suggerendo la robustezza a breve termine delle comunità di praterie alla perdita di specie. Tuttavia, i meccanismi che mantengono questa apparente stabilità differiscono notevolmente tra i vari scenari. La perdita di specie dominanti, o sia di specie dominanti che rare, ha ridotto la stabilità diminuendo la diversità funzionale e/o le dinamiche compensative. La sola perdita di specie rare ha avuto effetti minimi, mentre la perdita casuale ha inaspettatamente aumentato la stabilità della comunità, rafforzando la stabilità a livello di specie. Le conseguenze della perdita di specie sulla stabilità della comunità dipendono quindi da quali specie vengono rimosse, con la perdita di specie dominanti che causa le riduzioni di stabilità più pronunciate.
4. Sintesi . I nostri risultati dimostrano che la stabilità delle comunità di praterie è determinata più dall’ordine di perdita delle specie che dal numero totale di specie perse e da come queste perdite riorganizzano i processi stabilizzanti. Per mantenere la stabilità delle praterie in un contesto di cambiamento globale, gli sforzi di conservazione dovrebbero considerare i ruoli funzionali delle specie e i fattori che ne determinano l’estinzione, poiché gli scenari di perdita casuale delle specie potrebbero sottovalutare le conseguenze ecologiche di percorsi di perdita realistici e non casuali.

 

Riepilogo

 

1. Fattori ambientali come il pascolo e i cambiamenti climatici spesso causano perdite non accidentali di specie vegetali, ma non è ancora chiaro in che modo questi fattori influenzino la stabilità temporale delle comunità vegetali.
2. Abbiamo condotto uno studio sperimentale sulla rimozione di specie vegetali da una comunità di steppa semi-arida, disponendo le specie in ordine di abbondanza: partendo dalle specie più abbondanti, partendo da quelle meno abbondanti, partendo simultaneamente dall’inizio e dalla fine della lista di abbondanza e rimuovendo specie selezionate casualmente. Per valutare l’impatto di queste opzioni sulla stabilità della comunità a livello locale, abbiamo utilizzato i seguenti metodi: (1) esaminare tutti i cambiamenti nella stabilità della comunità, (2) identificare i percorsi che collegano la perdita di specie e la stabilità della comunità e (3) quantificare il contributo dei principali percorsi di stabilizzazione e dei loro componenti.
3. In nessuno degli scenari sperimentali è stata osservata una riduzione significativa della stabilità della comunità, il che suggerisce che le comunità in natura sono resilienti alla perdita di specie nel breve termine. Tuttavia, gli scenari sperimentali differivano significativamente nelle modalità con cui tale stabilità veniva raggiunta. La perdita di specie dominanti, o la perdita combinata di specie dominanti e rare, ha compromesso la stabilità della comunità riducendo la diversità funzionale e/o le dinamiche di rigenerazione. La perdita di sole specie rare ha avuto l’effetto minore, mentre la perdita di specie occasionali ha aumentato la stabilità della comunità fornendo stabilità a livello di specie. L’effetto della perdita di specie sulla stabilità della comunità dipendeva in gran parte dalle specie perse, con la perdita di specie dominanti che ha ridotto maggiormente la stabilità.
4. Conclusioni. Il nostro studio rivela che la stabilità delle comunità steppiche dipende più dalla sequenza di perdita delle specie che dal numero di specie perse e da come tale perdita determina il processo di recupero. Per garantire la stabilità delle steppe in un contesto di cambiamento climatico, gli sforzi di conservazione devono concentrarsi sui ruoli funzionali delle specie e sui fattori che ne determinano la perdita, poiché gli scenari di perdita casuale delle specie potrebbero sottovalutare l’impatto ecologico di percorsi di perdita reali e non casuali.

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