Швейцарія не дорахувалася метеликів через азотні добрива

Зоологи та екологи виявили, що надлишок азоту в навколишньому середовищі виявився пов'язаний зі зменшенням кількості метеликів у Швейцарії, особливо для видів, що перебувають під загрозою зникнення. У роботі, опублікованій в журналі, дослідники зазначили, що підвищення рівня азоту через використання азотних добрив та іншу діяльність людини, може бути недооціненою причиною скорочення чисельності комах.

У природний кругообіг азоту (N) в природі втручається людська діяльність. Спалювання палива і використання азотних добрив призводить до підвищеного рівня азоту в навколишньому середовищі. Всі рослини потребують азоту, проте підвищення його доступності стимулює зростання висококонкурентних видів, що призводить до зниження загальної видової різноманітності рослин. Зміни в структурі рослинних спільнот впливають на комах та інших тварин, але цей вплив все ще недостатньо вивчено.

Команда вчених під керівництвом Тобіаса Рота (Tobias Roth) з Базельського університету вирішила з'ясувати, як відкладення азоту впливають на чисельність і різноманітність швейцарських метеликів. Для початку дослідники проаналізували наукові публікації про зв'язок між різноманітністю метеликів і факторами навколишнього середовища.

Використовуючи пошук за ключовими словами в Web of Science, вчені зупинилися на 32 наукових статтях. У 84 відсотках з них вивчався вплив середовища проживання на різноманітність метеликів, у 75 відсотках статей розглядався вплив клімату на метеликів, а 47 відсотків досліджень були сконцентровані на взаємозв'язку метеликів і рослинної спільноти. Жодне з цих досліджень не вивчало вплив облоги азоту на видове багатство метеликів. Вчені пишуть, що хоча їхні літературні пошуки не були вичерпними, не можна не зазначити, що надлишок азоту може бути недооціненою причиною скорочення чисельності метеликів.

Вчені проаналізували кількість і видове розмаїття метеликів і рослин, використовуючи дані, отримані в період з 2005 по 2009 рік в рамках Швейцарської програми моніторингу біорізноманіття. Крім даних про метеликів і рослини, вчені зібрали інформацію про клімат і топографію досліджуваних ділянок. Дані про облогу азоту автори взяли зі свого попереднього дослідження.

Дані для Швейцарської програми моніторингу збирали геодезисти на 383 рівновідстоячих дослідницьких ділянках, кожен розміром один квадратний кілометр. Геодезисти проходили по трансектах довжиною 2,5 кілометра, роблячи знімки метеликів і рослин. Ділянки обстежувалися 7 разів в період з квітня по вересень в низинах і 4 рази в період з липня по серпень на висоті приблизно 2000 метрів. Під час кожної зйомки геодезисти проходили трансекти в прямому і зворотному напрямку, реєструючи всі види метеликів і рослин в межах 5 метрів з кожного боку трансекти.

На досліджуваних ділянках було зареєстровано 183 види метеликів. За допомогою узагальнених лінійних моделей, які застосовувалися до кожного виду окремо, вчені показали, що чисельність особин цих видів зменшувалася зі збільшенням облоги азоту. Причому ефект виявився найбільш сильним для видів, що перебувають під загрозою зникнення (24 види) і вразливих (3 види). Причини цього ефекту автори статті не обговорюють.

Дослідники пишуть, що підвищений рівень азоту впливає на метеликів опосередковано - через рослини. Надлишок азоту призводить до збільшення густоти рослинності, яка створює більш прохолодний мікроклімат, в якому метеликів стає менше. Інша причина може бути пов'язана з тим, що перш ніж стати метеликами, гусениці харчуються певними видами рослин, а через підвищений рівень азоту видове розмаїття рослин зменшується.

Не тільки метелики знаходяться під загрозою зникнення. У 2019 році австралійські екологи виявили, що загальна біомаса комах знижується на 2,5 відсотка на рік, в основному, через хімічні добрива.