Роль пастбищ в поддержке сельского хозяйства и дикой природы коренных народов

Травы представляют собой одну из самых обширных и экологически значимых экосистем Земли, но они остаются одними из самых недооцененных и находящихся под угрозой ландшафтов на нашей планете. Покрывая почти треть земной поверхности Земли, эти обширные пространства с преобладанием травы играют незаменимую роль в поддержке как сельскохозяйственной продуктивности, так и местных популяций дикой природы. От обширных прерий Северной Америки до африканских саванн и евразийских степей, луга обеспечивают критически важные экосистемные услуги, которые поддерживают жизнедеятельность человека, сохраняют биоразнообразие и помогают регулировать наш глобальный климат.

Понимание многогранного вклада пастбищных угодий имеет важное значение для разработки эффективных стратегий сохранения, которые уравновешивают сельскохозяйственные потребности с охраной окружающей среды. По мере усиления давления со стороны урбанизации, расширения сельского хозяйства и изменения климата признание ценности этих экосистем становится все более актуальным. Это всестороннее исследование рассматривает, как пастбища поддерживают сельское хозяйство и дикую природу, проблемы, с которыми они сталкиваются, и пути к устойчивому управлению и сохранению.

Глобальное значение экосистем пастбищных угодий

Определение видов и распределения пастбищ

Травы охватывают разнообразный набор типов экосистем, каждый из которых имеет различные характеристики, сформированные климатом, почвенными условиями и методами управления.Природные луга, образующие биомы лугов, являются природными территориями, в основном созданными процессами, связанными с климатом, огнем и выпасом диких животных, а также поддерживающими животноводство.Эти естественные системы развивались в течение тысячелетий, чтобы процветать в средах, где модели осадков, температурные диапазоны и периодические нарушения создают условия, благоприятные для трав над древесной растительностью.

Полуприродные луга являются продуктом управления человеком, требуют выпаса скота или вырубки сена для их содержания и, как правило, посягают на кустарники и деревья, если их вывезти из производства. Эти управляемые луга представляют собой критическое пересечение между природными экосистемами и сельскохозяйственным производством, демонстрируя, как деятельность человека может поддерживать ценные места обитания при устойчивом проведении.

Возможно, луга мира являются единственным наиболее обширным покровом суши на безледной поверхности Земли, охватывающим естественные и полуестественные саванны, открытые кустарники и тундру. К пастбищам относятся североамериканские прерии, евразийские степи, южноамериканские пампасы, андские парамо, пойменные луга в районах, подверженных сезонным наводнениям, таких как Дунай в Европе, и водно-болотные угодья и болота, такие как Пантанал в Бразилии. Это глобальное распределение подчеркивает адаптивность экосистем пастбищ к различным условиям окружающей среды.

Горячие точки биоразнообразия и богатство видов

На пастбищах распространены необычайные уровни биоразнообразия, которые часто остаются непризнанными. На долю пастбищ, кустарников и саванн приходится почти треть ключевых районов биоразнообразия во всем мире, а на некоторых умеренных лугах проживает почти 90 видов на квадратный метр, что делает их одними из самых богатых видами экосистем на планете. Это замечательное разнообразие существует не только в растительных сообществах, но распространяется на всю пищевую сеть, от почвенных микроорганизмов до крупных травоядных и хищников.

Широко управляемые пастбища признаны во всем мире за их высокое биоразнообразие, обеспечивая среду обитания для бесчисленных видов, которые адаптировались к этим открытым ландшафтам.Разнообразие, обнаруженное в лугах, способствует устойчивости экосистем, позволяя этим системам противостоять экологическим стрессам и продолжать предоставлять основные услуги даже в изменяющихся условиях.

Критическая роль в сельскохозяйственном производстве

Скотоводство выпас и кормовое производство

Бассейны служат основой для систем животноводства во всем мире, обеспечивая естественный корм, который поддерживает миллиарды животных. Около 69 процентов сельскохозяйственной площади мира состоит из пастбищ, подчеркивая их центральное значение для глобальной продовольственной безопасности. Эти экосистемы предлагают возобновляемый источник питания для крупного рогатого скота, овец, коз и других пастбищных животных, превращая солнечную энергию и биомассу растений в богатое белком мясо и молочные продукты, которые питают человеческие популяции.

Восстановление и улучшение управления пастбищами повышает продуктивность их кормов, что является ключевым фактором для поддержания скота и местного населения. Хорошо управляемые пастбища могут поддерживать высокий уровень производительности при одновременной поддержке биоразнообразия и других функций экосистем. Качество и количество кормов, производимых на пастбищах, напрямую влияет на здоровье и продуктивность скота, влияя на все, от увеличения веса до производства молока и репродуктивного успеха.

Экосистемы пастбищ способствуют благополучию человека за счет предоставления широкого спектра экосистемных услуг, таких как секвестрация углерода, опыление или поддержание среды обитания. Эта многофункциональность означает, что пастбища, используемые для животноводства, одновременно обеспечивают многочисленные выгоды помимо производства продуктов питания, создавая ценность как для фермеров, так и для общества в целом.

Сохранение почв и повышение фертильности

Роль пастбищ в поддержании здоровья почвы невозможно переоценить. Глубоководные местные травы закрепляют и укрепляют почву, помогая уменьшить эрозию и сохранить ландшафты нетронутыми. Эти обширные корневые системы, которые могут простираться на многие футы ниже поверхности, создают живую сеть, которая удерживает частицы почвы вместе, предотвращая потери от ветровой и водной эрозии, которые могут опустошать сельскохозяйственные земли.

За последние 150 лет почти половина верхнего слоя почвы в мире была утрачена, отчасти из-за преобразования и плохого управления пастбищами. Эта ошеломляющая статистика подчеркивает защитную функцию, которую обеспечивают нетронутые луга. Когда пастбища превращаются в пахотные земли или деградируют из-за чрезмерного выпаса, почва становится уязвимой для эрозии, что приводит к потере плодородия и снижению производительности сельского хозяйства.

Корни, микробы и грибы в экосистемах пастбищ помогают разлагать и высвобождать питательные вещества, что приводит к более устойчивым, продуктивным ландшафтам, которые поддерживают как людей, так и дикую природу. Эта биологическая активность создает самоподдерживающийся цикл переработки питательных веществ, который поддерживает плодородие почвы без необходимости обширных внешних вводимых ресурсов. Органическое вещество, накопленное в почвах пастбищ, улучшает удержание воды, доступность питательных веществ и структуру почвы, все из которых приносят пользу сельскохозяйственному производству.

Поддержка растениеводства через экосистемные услуги

Помимо непосредственного кормового производства, пастбища предоставляют основные услуги, которые поддерживают сельскохозяйственное производство сельскохозяйственных культур в прилегающих районах. Они поддерживают среду обитания опылителей, таких как местные пчелы и бабочки, которые повышают урожайность сельскохозяйственных культур на близлежащих сельскохозяйственных угодьях, причем до 35% продовольственных культур в мире зависят от опылителей животных, что делает здоровые луга необходимыми для поддержания сельскохозяйственной производительности. Эта опылительная служба представляет собой огромную экономическую ценность, поскольку многие высокоценные культуры, включая фрукты, овощи и орехи, зависят от опыления насекомых.

На пастбищах могут предоставляться дополнительные несельскохозяйственные услуги, такие как водоснабжение и регулирование потоков, хранение углерода, контроль эрозии, смягчение последствий изменения климата, опыление и культурные ЭС. Услуги по регулированию воды особенно важны для сельского хозяйства, поскольку пастбища помогают поддерживать постоянные потоки воды, уменьшать наводнения и улучшать качество воды путем фильтрации стока до того, как он достигнет ручьев и водоносных горизонтов.

Богатые растениями луга обеспечивают среду обитания для пчел и других насекомых, способствуя опылению и борьбе с вредителями, в то время как другие менее изученные экосистемные услуги также могут быть улучшены в результате этого разнообразия: качество почвы, поглощение углерода и т. Д. Наличие разнообразных лугопастбищных мест обитания в сельскохозяйственных ландшафтах создает убежища для полезных насекомых, которые обеспечивают естественный контроль над вредителями, уменьшая потребность в химических пестицидах и снижая производственные затраты для фермеров.

Экономическая ценность экосистемных услуг пастбищных угодий

Разнообразие растений играет ключевую роль в поддержании важных экосистемных услуг, которые приносят пользу широкому кругу местных заинтересованных сторон: жителям, природоохранным ассоциациям, сельскому хозяйству и туризму. Исследования показали, что экономические выгоды от пастбищ выходят далеко за рамки рыночной стоимости продуктов животноводства, охватывая многочисленные услуги, которые способствуют развитию экономики сельских районов и благополучию человека.

Высокий уровень биоразнообразия на пастбищах был полезен для всех групп заинтересованных сторон, что указывает на то, что сохранение разнообразных экосистем пастбищ создает ценность для различных секторов общества. Анализ данных показывает, что большое разнообразие растений в различных пространственных масштабах приносит пользу целым сельским общинам, затрагивая различные типы местных субъектов. Такое широкое распределение выгод усиливает аргументы в пользу сохранения пастбищ как стратегии, которая служит одновременно нескольким интересам.

Климатическое регулирование и поглощение углерода

Травы как углеродные тонуны

Одной из наиболее важных, но часто игнорируемых функций лугов является их способность захватывать и хранить атмосферный углекислый газ. На лугах хранится примерно одна треть глобальных запасов углерода наземного происхождения и они могут выступать в качестве важного поглотителя углерода в почве. Эта емкость для хранения углерода конкурирует с емкостью лесов, но луга достигают этого благодаря принципиально другому механизму, который может оказаться более устойчивым перед лицом изменения климата.

В отличие от лесов, луга секвестрируют большую часть своего углерода под землей, в то время как леса хранят его в основном в древесной биомассе и листьях. Когда огонь сжигает луга, углерод, закрепленный под землей, имеет тенденцию оставаться в корнях и почве, что делает их более адаптивными к изменению климата. Это подземное хранилище обеспечивает большую защиту от таких нарушений, как огонь, засуха и болезни, которые могут быстро выделять углерод, хранящийся в надземной биомассе.

Травы играют решающую роль в удалении углекислого газа из атмосферы, так как они хранят около 34 процентов глобального земного углерода, 90 процентов которого накапливается в лугопастбищных почвах.Это массивное почвенное углеродное хранилище представляет собой века накопленного органического вещества, выстроенного за счет непрерывного роста и распада травяных корней и активности почвенных организмов.

Потенциал поглощения углерода и климатические решения

Потенциал для лугов в плане содействия смягчению последствий изменения климата за счет усиления секвестрации углерода является существенным. Достижимый потенциал секвестрации SOC в глобальных лугах составляет от 2,3 до 7,3 млрд. тонн эквивалентов углекислого газа в год для восстановления биоразнообразия, от 148 до 699 мегатонн CO2e в год-1 для улучшения управления выпасом скота и 147 мегатонн CO2e в год-1 для посевных бобовых в пастбищах. Эти цифры представляют собой значительные возможности для снижения концентрации парниковых газов в атмосфере посредством природных климатических решений.

Разнообразие растений увеличивает органическое хранение углерода в почве за счет увеличения выбросов углерода в подземную биомассу и содействия вкладу микробной некромсы в хранение SOC. Это открытие подчеркивает важность поддержания или восстановления различных растительных сообществ на лугах для максимизации их потенциала поглощения углерода. Разнообразные луга производят больше корневой биомассы и поддерживают более активные микробные сообщества почвы, которые способствуют большему хранению углерода.

Восстановление разнообразия лугов позднего периода приводит к ускорению ежегодных темпов накопления углерода, которые ко второму периоду (13-22 года) на 200% больше в наибольшей обработке разнообразия, чем во время преемственности на этом участке, и на 70% больше, чем в монокультурах. Это исследование показывает, что активные усилия по восстановлению, направленные на разнообразие растений, могут значительно ускорить секвестрацию углерода по сравнению с естественной преемственностью или упрощенными системами лугов.

Температурное регулирование и местные климатические эффекты

Помимо хранения углерода, пастбища способствуют регулированию климата с помощью других механизмов. Травы помогают регулировать температуры благодаря их высокому «альбедо», то есть они отражают солнечное излучение и способствуют местному охлаждению. Это отражающее свойство помогает умеренным местным температурам, потенциально компенсируя некоторые эффекты потепления в луговых регионах.

Недавние исследования показывают, что светлая травянистая растительность в Южной Африке отражает больше радиации по сравнению с областями с кустарниками. Поскольку древесные растения вторгаются в эти экосистемы, они поглощают больше солнечного излучения, уменьшая этот охлаждающий эффект. Это открытие подчеркивает важность поддержания открытой структуры лугов для сохранения их преимуществ регулирования климата.

Поддержка дикой природы и биоразнообразия

Место обитания для различных видов

Травы поддерживают необычайное разнообразие жизни, обеспечивая необходимую среду обитания для бесчисленных видов, которые эволюционировали, чтобы процветать в открытых ландшафтах. От наземных птиц и ноющих млекопитающих до бесчисленных беспозвоночных видов, луга принимают сложные экологические сообщества, которые зависят от уникальных условий, которые обеспечивают эти экосистемы.

Посадки коммутаров и прерий содержали значительно большее разнообразие растений, метанотрофных бактерий, членистоногих и птиц, чем кукуруза.Это сравнение иллюстрирует, как экосистемы лугов поддерживают биоразнообразие в нескольких таксономических группах и трофических уровнях, от микроскопических почвенных бактерий до крупных позвоночных.Структурная сложность лугов с их разнообразными высотами растительности, периодами цветения и микрорайонами создает ниши для многочисленных специализированных видов.

Зависимая от пастбищ дикая природа включает знаковые виды, такие как бизоны, антилопы пронгхорна, прерийные собаки и многочисленные виды птиц, включая луговых, кузнечиков и различных хищников.Многие из этих видов испытали резкое сокращение популяции, поскольку места обитания лугов были преобразованы в другие виды использования, что делает сохранение оставшихся лугов критически важным для предотвращения вымирания и поддержания биоразнообразия.

Размножение почв и миграционные коридоры

Травы служат критическим местом размножения многих видов, обеспечивая пищевые ресурсы, места гнездования и защитный покров, необходимый для успешного размножения.Наземные гнездовые птицы, в частности, зависят от пастбищ для размножения, так как густая растительность обеспечивает сокрытие от хищников, позволяя родителям получать доступ к обильной добыче насекомых для кормления своих детенышей.

Многие пастбищные районы также функционируют в качестве важных миграционных коридоров и мест остановки для видов, которые сезонно путешествуют на большие расстояния. Мигрирующие птицы используют пастбища для отдыха и дозаправки во время своих путешествий, в то время как крупные травоядные животные в некоторых регионах совершают сезонные миграции через пастбища в поисках свежего корма и воды. Поддержание связи между пастбищами пастбищ имеет важное значение для поддержки этих моделей движения и обеспечения доступа видов к ресурсам, в которых они нуждаются на протяжении всего их жизненного цикла.

Разнообразие насекомых и среда обитания опылителей

Травы поддерживают замечательное разнообразие насекомых, в том числе многочисленные виды опылителей, которые обеспечивают необходимые экосистемные услуги. Коренные пчелы, бабочки, мотыльки и другие опыляющие насекомые находят обильные цветочные ресурсы в различных лугах, где цветущие растения цветут последовательно в течение вегетационного периода. Эта непрерывная доступность нектара и пыльцы поддерживает популяции опылителей, которые, в свою очередь, предоставляют услуги опыления как диким растениям, так и сельскохозяйственным культурам.

В число сообществ насекомых на лугах также входят важные хищники и паразитоиды, которые помогают контролировать популяции вредителей как на лугах, так и на прилегающих сельскохозяйственных полях. Эта служба по борьбе с вредителями снижает потребность в химических пестицидах, принося пользу как дикой природе, так и сельскохозяйственному производству. Таким образом, пастбища функционируют как резервуары полезных насекомых, которые способствуют экологическому здоровью целых сельскохозяйственных ландшафтов.

Поддержание экологического баланса

Сохранение лугов помогает поддерживать экологический баланс, поддерживая полные пищевые сети и естественные процессы. Отношения хищника-жертвы, круговороты питательных веществ, рассеивание семян и другие экологические взаимодействия зависят от присутствия различных популяций видов, которые поддерживают луга. Когда луга теряются или деградируют, эти экологические отношения нарушаются, что потенциально приводит к каскадным эффектам во всей экосистеме.

Травы также служат генетическими резервуарами, сохраняя популяции диких растений и животных, которые могут оказаться ценными для будущего сельскохозяйственного развития или адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды.Генетическое разнообразие, сохраняемое в экосистемах пастбищ, представляет собой незаменимый ресурс, который может способствовать улучшению урожая, разведению скота или разработке новых продуктов и лекарств.

Водные ресурсы и гидрологические функции

Фильтрация воды и улучшение качества

Травы влияют как на качество, так и на количество воды благодаря фильтрации и возможностям хранения. Плотные корневые системы и структура почвы лугов действуют как естественные фильтры, удаляя отложения, питательные вещества и загрязняющие вещества из воды, поскольку она просачивается через почвенный профиль. Эта функция фильтрации помогает защитить качество воды в ручьях, реках и водоносных горизонтах, уменьшая загрязнение и улучшая водоснабжение как для использования человеком, так и для водных экосистем.

Растительность пастбищ замедляет движение поверхностных вод, что позволяет больше времени для инфильтрации и сокращения переноса загрязняющих веществ в стоках. Биологическая активность в почвах пастбищ, включая действие корней растений и почвенных микроорганизмов, разрушает или обездвиживает многие загрязняющие вещества, что еще больше повышает качество воды. Эти процессы естественной очистки обеспечивают ценные экосистемные услуги, которые было бы дорогостоящим заменить инженерными системами очистки воды.

Регулирование подпитки и потока грунтовых вод

Травы способствуют глобальному водному циклу, влияя на характер осадков. Они способствуют подпитке грунтовых вод и сокращению поверхностного стока, что имеет решающее значение для поддержания доступности воды в засушливых и полузасушливых регионах. Способность лугов захватывать и хранить воду помогает поддерживать базовые потоки в ручьях в засушливые периоды и снижает пики наводнений во время сильных осадков.

Обширные корневые системы лугопастбищных растений создают в почве каналы, усиливающие проникновение воды, позволяющие осадкам проникать глубоко, а не уходить с поверхности. Это усиление инфильтрации пополняет запасы подземных вод, поддерживающие колодцы, родники и ручьи. В регионах, где нехватка воды вызывает озабоченность, функции хранения и регулирования воды лугопастбищ становятся особенно ценными для поддержания как человеческих сообществ, так и природных экосистем.

Борьба с наводнениями и предотвращение эрозии

Травы играют решающую роль в снижении рисков наводнений за счет поглощения и замедления движения воды по ландшафту. Растительность и богатые органическими веществами почвы лугов могут поглощать большое количество воды во время осадков, уменьшая объем и скорость стока, что способствует затоплению ниже по течению. Эта служба смягчения наводнений защищает как сельскохозяйственные земли, так и человеческие сообщества от повреждения водой.

Контроль эрозии, обеспечиваемый лугами, выходит за рамки сохранения почвы, включая защиту водных объектов от осадка.Удерживая почву на месте и сокращая транспортировку осадков, луг помогает поддерживать способность ручьев, рек и водохранилищ, предотвращая дорогостоящее накопление осадков, которые могут ухудшить хранение воды, навигацию и качество водной среды обитания.

Устойчивые практики управления выпасом

Оптимизация ставок и интенсивности выпаса

Чрезмерное выпасание пастбищ является одной из основных причин деградации пастбищ, которая снижает производительность и увеличивает выбросы ПГ. Улучшенные стратегии выпаса зависят от контекста, но оптимизация интенсивности выпаса, как было показано, эффективна, особенно в Латинской Америке, Африке и Азии. Определение соответствующих показателей запасов требует тщательного рассмотрения производства кормов, потребностей в питании животных и способности пастбищ восстанавливаться после давления выпаса.

Определение надлежащих норм заготовки для пастбищных угодий в целях предотвращения перевыпаса имеет решающее значение для поддержания как желаемого видового состава, так и адекватного растительного покрова и поступления биомассы в почву. Когда нормы заготовки слишком высоки, скот потребляет растительность быстрее, чем может отрасти, что приводит к голой почве, эрозии и инвазии нежелательных видов растений. И наоборот, соответствующее давление выпаса может фактически стимулировать рост растений и поддерживать здоровье пастбищ.

Улучшение управления выпасом и восстановление биоразнообразия может обеспечить недорогие и/или высокоуглеродные варианты для природных климатических решений в глобальных пастбищах. Этот вывод предполагает, что более совершенные методы выпаса могут одновременно достигать нескольких целей, включая животноводство, улавливание углерода и сохранение биоразнообразия, что делает их привлекательными стратегиями для устойчивого управления земельными ресурсами.

Ротационные системы выпаса

Ротационное выпасание включает перемещение скота между различными пастбищами или паддоками по запланированному графику, что позволяет пастбищам отдыхать и восстанавливаться до повторного выпаса.Этот подход к управлению может улучшить производство кормов, разнообразие растений и здоровье почвы по сравнению с непрерывным выпасом, когда животные имеют неограниченный доступ ко всей пастбищной площади в течение сезона.

Периоды отдыха, предусмотренные в системах ротационного выпаса, позволяют растениям пополнять запасы корней, производить семена и восстанавливать их фотосинтезирующие способности. Это время восстановления особенно важно для поддержания желательных видов растений, которые могут быть устранены при непрерывном интенсивном выпасе. Ротационные системы также распределяют навоз и мочу более равномерно по ландшафту, улучшая цикличность питательных веществ и снижая концентрацию питательных веществ в сильно используемых районах.

Хорошо продуманный вращательный выпас может также принести пользу дикой природе, создавая мозаику высот растительности и структур по всему ландшафту. Некоторые районы будут иметь более высокую, более зрелую растительность, в то время как другие будут недавно выпасаться и короче, обеспечивая разнообразные условия обитания, которые поддерживают различные виды. Это структурное разнообразие повышает ценность пастбищных лугов для сохранения биоразнообразия.

Адаптивное управление и мониторинг

Адаптивные подходы к управлению признают, что экосистемы пастбищ динамичны и что стратегии управления должны быть гибкими для реагирования на изменяющиеся условия, такие как засуха, необычные погодные условия или изменения в популяциях растений и животных.

Мониторинг состава растительности, показателей состояния почв, показателей поголовья скота и популяций диких животных обеспечивает информацию, необходимую для оценки того, достигает ли практика управления желаемыми результатами.Когда мониторинг выявляет такие проблемы, как снижение разнообразия растений, эрозия почвы или плохие показатели поголовья скота, менеджеры могут корректировать показатели запасов, графики выпаса скота или другие методы для решения этих проблем, прежде чем они станут серьезными.

Включение традиционных экологических знаний наряду с научными исследованиями может способствовать активизации усилий по адаптивному управлению. Многие пастбищные общины разработали глубокое понимание динамики пастбищ на основе многолетнего опыта, и эти знания могут дополнять современные научные подходы к созданию более эффективных и культурно приемлемых стратегий управления.

Угрозы экосистемам пастбищных угодий

Сельскохозяйственная конверсия и интенсификации

Половина лугов мира уже подверглась некоторой степени деградации, и риски растут. Основные проблемы включают в себя преобразование сельского хозяйства, такие как практика монокропов, усиленное выпас скота и замена местных видов трав. Преобразование лугов в пахотные земли представляет собой одну из наиболее значительных угроз для этих экосистем, обусловленную экономическими стимулами для производства товарных культур и поддерживаемую политикой, которая иногда непреднамеренно поощряет преобразование лугов.

В США и во всем мире пастбища вспахиваются с поразительной скоростью. Это преобразование устраняет разнообразные сообщества растений и животных, которые зависят от пастбищ, высвобождает накопленный углерод в атмосферу и удаляет экосистемные услуги, которые обеспечивают нетронутые луга. После преобразования пастбища трудно и дорого восстанавливать, что делает предотвращение преобразования критическим приоритетом сохранения.

Преобразование лугов в пахотные земли или другие виды землепользования является основным фактором утраты биоразнообразия. Виды, которые зависят от лугов, часто не могут выжить в сельскохозяйственных полях или других видах землепользования, что приводит к локальным вымираниям и сокращениям ареала. По мере сокращения площади лугов во всем мире многие виды, зависящие от лугов, сталкиваются с растущим риском исчезновения.

Воздействие изменения климата

Изменение климата влияет на хранение SOC на пастбищах, изменяя процессы поступления углерода в растения и микробного катаболизма и анаболизма. Повышение температуры, изменение структуры осадков и увеличение частоты экстремальных погодных явлений влияют на экосистемы лугов сложными способами. Некоторые регионы могут испытывать повышенную продуктивность из-за более продолжительных вегетационных периодов или увеличения количества осадков, в то время как другие сталкиваются с засухой, тепловым ущербом и увеличением частоты пожаров.

Изменение температуры и осадков может изменить конкурентный баланс между видами растений, потенциально благоприятствуя инвазивным видам или древесным растениям по сравнению с местными травами. Эти композиционные изменения могут изменить экосистемные услуги, которые предоставляют луга, включая их способность к хранению углерода, регулированию воды и среде обитания диких животных. Понимание и адаптация к этим изменениям, обусловленным климатом, представляет собой серьезную проблему для сохранения и управления пастбищами.

Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере может непосредственно влиять на рост растений и состав сообществ на пастбищах. В то время как некоторые виды растений могут извлечь выгоду из повышенного СО2 за счет усиленного фотосинтеза, другие могут оказаться в неблагоприятном положении, что приведет к сдвигам в доминировании видов и функционировании экосистем. Взаимодействие между факторами изменения климата и практикой управления пастбищами будет определять, как эти экосистемы реагируют на будущие условия окружающей среды.

Урбанизация и развитие инфраструктуры

Расширение городов и развитие инфраструктуры потребляют пастбищные угодья, особенно в регионах, испытывающих быстрый рост населения и экономическое развитие. В отличие от сельскохозяйственной конверсии, которая может быть обратимой, урбанизация обычно представляет собой постоянную потерю экосистем пастбищ. Дороги, здания и другие фрагменты инфраструктуры, оставшиеся луга, изолируя популяции растений и животных и нарушая экологические процессы, которые зависят от ландшафтной связи.

Фрагментация лугов в процессе развития создает побочные эффекты, которые могут выходить далеко за рамки фактического следа построенных структур. На эджес часто вторгаются неместные виды, испытывают измененные условия микроклимата и обеспечивают более низкое качество среды обитания для специалистов по пастбищам. Поскольку луга становятся все более фрагментированными, оставшиеся участки могут быть слишком маленькими или изолированными для поддержки жизнеспособных популяций некоторых видов.

Развитие инфраструктуры также оказывает косвенное воздействие, например, на людей, инвазивные виды, измененные режимы пожаров и загрязнение окружающей среды. Эти вторичные последствия могут ухудшить качество пастбищных угодий даже в районах, непосредственно не преобразованных в городские районы, расширяя воздействие на развитие за пределами непосредственной области строительства.

Инвазивные виды и посягательство Вуди

Инвазивные виды растений представляют значительную угрозу для экосистем пастбищных угодий, вытесняя местную растительность и изменяя экосистемные процессы. Многие инвазивные травы, форбы и древесные растения могут быстро образовываться на нарушенных лугах и агрессивно распространяться, вытесняя местные виды и сокращая биоразнообразие. Некоторые инвазивные виды также изменяют режимы пожаров, циклы питательных веществ или другие экологические процессы таким образом, что это еще больше выигрывает инвазивные виды и ставит в невыгодное положение местных жителей.

Исключение огня может привести к посягательству древесных кустарников на лугах. Многие лугопастбищные экосистемы развивались с периодическим пожаром, который препятствовал установлению древесной растительности. При подавлении огня в результате деятельности человека деревья и кустарники могут вторгаться в луга, превращая их в кустарники или лесные массивы. Это древесное посягательство снижает качество среды обитания для видов лугов и может изменять хранение углерода, езду на велосипеде и другие функции экосистемы.

Контроль за инвазивными видами и посягательством на древесину часто требует постоянных усилий по управлению, включая механическое удаление, предписанное сжигание, применение гербицидов или управление выпасом скота.Затраты и проблемы контроля за вторжениями подчеркивают важность предотвращения создания инвазивных видов и поддержания практики управления, такой как предписанный огонь, который помогает сохранить характер пастбищ.

Деградация от чрезмерного выпаса и плохого управления

В настоящее время пастбища подвергаются переоборудованию и серьезной деградации (деградировано около 50% площади лугов в мире), что снижает их способность обеспечивать климат, экосистемы и социальные выгоды.Деградация от чрезмерного пастбищного давления, ненадлежащего времени выпаса скота или других неэффективных методов управления снижает продуктивность лугов, биоразнообразие и предоставление экосистемных услуг.

Если луга деградируют или превращаются в другие виды землепользования, то они могут стать чистым источником выбросов CO2. Это превращение из поглотителя углерода в источник углерода представляет собой двойную потерю для смягчения последствий изменения климата, поскольку деградированные луга не только прекращают секвестрацию нового углерода, но и могут высвобождать ранее накопленный углерод обратно в атмосферу. Предотвращение деградации и восстановление деградировавших лугов, таким образом, становится критически важным для сохранения их климатических преимуществ.

Деградированные пастбища часто демонстрируют уменьшенный растительный покров, эрозию почвы, потерю желательных видов растений и вторжение сорняков или неприятных видов. Эти изменения снижают ценность лугов для животноводства, среды обитания диких животных и других видов использования. Обращение вспять деградации требует постоянных усилий по управлению и может занять годы или десятилетия, чтобы полностью восстановить функцию экосистемы и производительность.

Стратегии сохранения и подходы к восстановлению

Охраняемые территории и заповедники

Менее 10% пастбищ защищены от угроз на глобальном уровне. Этот низкий уровень защиты по сравнению с другими экосистемами отражает историческую недооценку лугов и проблемы сохранения экосистем, которые часто находятся в частной собственности и экономически продуктивны. Расширение сетей охраняемых районов для включения репрезентативных примеров типов лугов имеет важное значение для сохранения биоразнообразия и поддержания контрольных участков, которые демонстрируют естественные условия лугов.

Эффективное сохранение лугов часто требует иных подходов, чем те, которые используются для лесов или других экосистем. Многие луга зависят от процессов возмущения, таких как выпас или пожар, для поддержания своего характера, поэтому сохранение может включать активное управление, а не просто исключение деятельности человека. Охраняемые луга могут нуждаться в включении выпаса скота, предписанного сжигания или других инструментов управления для поддержания экологических процессов, которые поддерживают биоразнообразие лугов.

Запасы сохранения могут выполнять множество функций, включая охрану биоразнообразия, исследования и мониторинг, образование и демонстрацию практики устойчивого управления. Показывая, как можно управлять пастбищами для достижения целей сохранения и производства, охраняемые районы могут влиять на практику управления на окружающих землях и оказывать поддержку сохранению пастбищ среди землевладельцев и общественности.

Восстановление и реабилитация пастбищ

Реставрационные мероприятия включают мероприятия, направленные на восстановление местного травяного покрова путем ревегетации, естественной регенерации и содействия естественной регенерации. Эти мероприятия направлены на улучшение состояния лугов, поскольку углеродные поглотители земли и восстановление более широких функций экосистем. Восстановление деградировавших лугов открывает возможности для восстановления утраченных экосистемных услуг и расширения среды обитания для видов, зависящих от лугов.

Восстановление высокого разнообразия растений может значительно увеличить показатели улавливания и хранения углерода на деградированных и заброшенных сельскохозяйственных землях. Это открытие подчеркивает важность использования разнообразных смесей семян и методов управления, которые способствуют разнообразию растений в проектах восстановления. Простое высадка нескольких видов трав может не обеспечить весь спектр преимуществ, которые могут обеспечить различные сообщества лугов.

Успешное восстановление пастбищ требует тщательного внимания к условиям участка, источникам семян, методам создания и управлению после посадки. Сбор и производство семян на местах, подготовка к сокращению конкуренции со стороны сорняков, соответствующие сроки и методы посадки, а также управление выпасом и огнём во время создания влияют на результаты восстановления. Долгосрочный мониторинг и адаптивное управление помогают обеспечить, чтобы проекты восстановления достигли своих целей и поддерживали желаемые условия с течением времени.

Инструменты политики и экономические стимулы

Оценка экономической ценности и выгод экосистемных услуг, предоставляемых в результате перехода к более устойчивой практике выпаса скота. Содействие оплате экосистемных услуг посредством партнерских отношений между государственным и частным секторами. Осуществление сельскохозяйственных субсидий, которые поддерживают и стимулируют менее интенсивную и устойчивую сельскохозяйственную практику. Экономические стимулы могут побуждать землевладельцев к принятию управленческих методов, которые повышают экосистемные услуги и биоразнообразие.

Субсидии на страхование урожая снижают риски, связанные с маргинальными землями, включая пастбища, поэтому стимулирование расширения посевов на этих землях. Укрепление ключевой программы под названием «Содсавер» для устранения субсидий на страхование урожая на вновь преобразованных лугах может помочь решить эту проблему. Реформирование политики, которая непреднамеренно поощряет преобразование пастбищ, представляет собой критический шаг к снижению темпов потери лугов.

Оплата программ экосистемных услуг может обеспечить финансовую компенсацию землевладельцам, которые управляют пастбищами таким образом, чтобы генерировать общественные выгоды, такие как поглощение углерода, защита качества воды или среда обитания дикой природы. Эти программы создают экономическую ценность для экосистемных услуг, которые рынки обычно не вознаграждают, помогая согласовать стимулы частных землевладельцев с целями общественного сохранения. Успешные программы требуют адекватного финансирования, четких показателей эффективности и административных систем, которые минимизируют транзакционные издержки для участников.

Интеграция охраны с производством

Благодаря интеграции пастбищных угодий в системы сельскохозяйственного производства и решениям в области землепользования на местном и региональном уровнях их потенциал может быть значительно расширен, и вместо того, чтобы рассматривать сохранение и производство в качестве конкурирующих целей, комплексные подходы стремятся достичь как одновременно путем тщательного управления, так и ландшафтного планирования.

Посадка многолетних энергетических культур на маргинальных землях может поддерживать или улучшать эти функции, дополняя и даже питаясь обратно, чтобы принести пользу товарному производству на основных сельскохозяйственных землях. Стратегическое размещение различных видов землепользования по всему ландшафту может создать синергию, когда пастбища поддерживают сельскохозяйственное производство посредством опыления, борьбы с вредителями и других услуг, а также обеспечивая выгоды для сохранения.

В подходах к сохранению рабочих земель признается, что большинство пастбищ находятся в частной собственности и управляются для экономического производства. Вместо того чтобы удалять луга из производства, эти подходы направлены на повышение природоохранных ценностей в производственных системах посредством совершенствования методов управления, защитных сервитутов, которые предотвращают конверсию, позволяя при этом продолжать использование, и технической помощи, которая помогает землевладельцам достигать как экономических, так и природоохранных целей.

Сохранение на уровне общин и управление коренными народами

Многие пастбищные районы являются домом для пастбищных общин и коренных народов, которые управляют этими ландшафтами на протяжении поколений. Признание прав коренных народов и местных общин и сотрудничество с этими группами в инклюзивных формах имеет важное значение для эффективного сохранения пастбищ. Традиционные методы управления часто воплощают сложные экологические знания, которые могут служить основой для современных стратегий сохранения.

Подходы к сохранению на уровне общин позволяют местным жителям участвовать в принятии решений по вопросам рационального использования пастбищных угодий и обеспечивают поддержку усилий по сохранению, а не подрывают местные средства к существованию. Когда общины получают выгоду от сохранения пастбищ за счет улучшения управления пастбищами, возможностей экотуризма или платежей за экосистемные услуги, они становятся партнерами в деле сохранения, а не препятствиями для преодоления.

Механизмы совместного управления, объединяющие правительственные учреждения, природоохранные организации, исследователей и местные сообщества, могут разрабатывать более эффективные и справедливые стратегии сохранения. Эти партнерства могут сочетать в себе научный опыт, традиционные знания, инструменты политики и местный потенциал реализации для достижения результатов сохранения, которые невозможно было бы достичь одной только группой.

Будущее пастбищ в меняющемся мире

Повышение устойчивости к изменениям окружающей среды

Понимание способности пастбищ адаптироваться к изменению климата и их значения в сельском хозяйстве имеет решающее значение для устойчивого управления земельными ресурсами и сохранения биоразнообразия.По мере того, как условия окружающей среды продолжают меняться, управление пастбищами должно стать более адаптивным и устойчивым, включая стратегии, которые помогают этим экосистемам выдерживать и восстанавливаться после нарушений.

Сохранение генетического и видового разнообразия на лугах обеспечивает страховку от экологической неопределенности. Различные луга содержат виды с различной толерантностью к засухе, жаре, холоду и другим стрессам, увеличивая вероятность того, что некоторые виды будут процветать при любых условиях. Эта взаимосвязь между разнообразием и стабильностью предполагает, что сохранение и восстановление различных лугопастбищных сообществ будет иметь важное значение для поддержания экосистемной функции в качестве изменения климата.

Адаптивные системы управления, которые включают мониторинг, обучение и корректировку, будут иметь решающее значение для навигации по неопределенному будущему. Вместо того, чтобы предполагать, что исторические условия и отношения будут сохраняться, адаптивные подходы признают, что экосистемы динамичны и что стратегии управления должны развиваться в ответ на наблюдаемые изменения и новое понимание.

Технологические инновации для управления пастбищами

Новые технологии предлагают новые инструменты для более эффективного мониторинга и управления пастбищами. Дистанционное зондирование с использованием спутников и беспилотников может отслеживать условия растительности, обнаруживать деградацию и оценивать экосистемные услуги на больших территориях. Эти технологии позволяют осуществлять более частый и всеобъемлющий мониторинг, чем традиционные наземные методы, обеспечивая раннее предупреждение о проблемах и информацию для руководства управленческими решениями.

Точные технологии управления скотом, включая GPS-отслеживание, автоматизированные системы взвешивания и виртуальное ограждение, позволяют более сложно контролировать характер и интенсивность выпаса скота. Эти инструменты могут помочь внедрить сложные системы ротационного выпаса, быстро реагировать на изменение условий кормления и оптимизировать распределение скота по ландшафту для достижения как производственных, так и природоохранных целей.

Инструменты поддержки принятия решений, которые объединяют данные о погоде, почвенных условиях, состоянии растительности и показателях животноводства, могут помочь руководителям принимать более обоснованные решения о нормах запасов, графиках выпаса скота и других управленческих действиях. По мере того, как эти инструменты становятся более изощренными и доступными, они могут улучшить результаты управления пастбищами, одновременно уменьшая барьеры знаний, которые иногда препятствуют внедрению передовой практики.

Повышение осведомленности и изменение восприятия

Травы обеспечивают критически важную среду обитания диких животных, помогают смягчить изменение климата и поддерживают продукты питания и средства к существованию во всем мире. Тем не менее, они недооценены и находятся под угрозой. Изменение общественного восприятия лугов от «пустых» или «пустых земель» до признания их экологической и экономической ценности имеет важное значение для создания политической и социальной поддержки сохранения.

Несмотря на сопоставимую значимость смягчения последствий изменения климата и сохранения биоразнообразия, они остаются в тени лесов и недостаточно представлены в обязательствах по климату, соглашениях по охране природы. Повышение роли лугов в международных природоохранных соглашениях, национальной политике и приоритетах финансирования природоохранных мероприятий могло бы мобилизовать больше ресурсов и внимания для сохранения лугов.

Просвещение и информационно-пропагандистские усилия, которые подчеркивают красоту, биоразнообразие и преимущества пастбищ, могут повысить оценку среди широкой общественности. Экотуризм, ориентированный на дикую природу пастбищ, культурное наследие и живописные ландшафты, может создать экономические стимулы для сохранения, одновременно способствуя связям между людьми и экосистемами пастбищ. По мере того, как все больше людей понимают и ценят пастбища, политическая поддержка политики сохранения и финансирования, вероятно, будет возрастать.

Приоритеты исследований и пробелы в знаниях

Приоритеты будущих исследований пастбищных угодий С включают улучшение понимания абиотических процессов в цикле пастбищных угодий С, усиление мониторинга динамики пастбищных угодий С путем интеграции инвентаризации грунта, мониторинга потоков и современных методов дистанционного зондирования, а также выбор соответствующих комбинаций видов растений с подходящими признаками и сильной устойчивостью к колебаниям климата. Продолжение исследований имеет важное значение для разработки более эффективных стратегий сохранения и управления.

Более глубокое понимание того, как экосистемные услуги пастбищных угодий реагируют на различные методы управления и условия окружающей среды, поможет оптимизировать управление для достижения нескольких целей. Исследования экономических ценностей экосистемных услуг могут укрепить бизнес-кейс для сохранения пастбищ и информировать о разработке программ платежей. Исследования методов восстановления пастбищных угодий могут повысить показатели успеха и сократить расходы, что делает восстановление более осуществимым в более крупных масштабах.

Долгосрочный мониторинг экосистем пастбищных угодий обеспечивает важную информацию о тенденциях, мерах реагирования на изменения в окружающей среде и последствиях изменения окружающей среды. Поддержание и расширение сетей мониторинга, обеспечивая доступность данных для исследователей и руководителей, будет способствовать принятию решений на основе фактических данных и адаптивному управлению. Совместные исследования, в которых участвуют землевладельцы, руководители и сообщества наряду с учеными, могут обеспечить, чтобы исследования удовлетворяли практические потребности и чтобы результаты эффективно претворялись в жизнь.

Принятие мер по сохранению пастбищ

Сохранение экосистем пастбищных угодий требует скоординированных действий в различных масштабах и секторах. Отдельные землевладельцы могут применять методы устойчивого выпаса скота, участвовать в программах сохранения и восстановления деградированных районов. Сельскохозяйственные организации и отраслевые группы могут содействовать применению наилучших методов управления, разрабатывать программы сертификации для устойчиво производимой продукции для пастбищ и выступать за проведение политики поддержки.

Организации по охране природы могут расширять сети охраняемых территорий, осуществлять проекты восстановления, оказывать техническую помощь землевладельцам и повышать осведомленность общественности о ценностях пастбищных угодий. Государственные учреждения могут реформировать политику, которая поощряет преобразование пастбищ, увеличить финансирование программ по сохранению, усилить соблюдение экологических норм и интегрировать сохранение пастбищ в стратегии смягчения последствий изменения климата.

Исследователи могут продолжить изучение экологии пастбищ, управления и экосистемных услуг, обеспечивая при этом, чтобы результаты были доступны для практиков и политиков. Педагоги могут включать темы пастбищ в учебные программы на всех уровнях, способствуя пониманию и оценке среди будущих поколений. Граждане могут поддерживать сохранение пастбищ посредством их потребительского выбора, политического участия и участия в волонтерских усилиях по восстановлению и мониторингу.

Настало время действовать, чтобы сохранить системы пастбищ для сельского хозяйства, среды обитания диких животных и поглощения углерода для будущих поколений. Многочисленные преимущества, которые обеспечивают пастбища - от производства продуктов питания и регулирования климата до сохранения биоразнообразия и водных ресурсов - делают их сохранение приоритетом, который служит как благополучию человека, так и здоровью окружающей среды.

Вывод: оценка и защита нашего наследия пастбищных угодий

Эти замечательные экосистемы поддерживали человеческие общества и бесчисленные виды на протяжении тысячелетий, предоставляя необходимые ресурсы и услуги, которые лежат в основе как продуктивности сельского хозяйства, так и экологического здоровья. Тем не менее, несмотря на их огромную ценность, пастбища продолжают теряться и деградировать с угрожающей скоростью, жертвами конверсии, плохого управления и недостаточного признания их важности.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что пастбища заслуживают гораздо большего внимания и защиты, чем они получают в настоящее время. Их способность секвестрировать углеродных конкурентов, чем леса, предлагая большую устойчивость к нарушениям. Их поддержка биоразнообразия охватывает тысячи видов, многие из которых не встречаются нигде. Их вклад в сельское хозяйство выходит за рамки выпаса скота, включая опыление, борьбу с вредителями, сохранение почвы и регулирование водных ресурсов, которые приносят пользу производству сельскохозяйственных культур на всех ландшафтах.

К счастью, существуют пути обеспечения устойчивого будущего для пастбищ. Улучшение управления пастбищами может повысить как производительность, так и экосистемные услуги. Восстановление деградированных районов может восстановить утраченные функции и расширить среду обитания. Реформы политики могут устранить извращенные стимулы для преобразования, одновременно поощряя сохранение. Экономические механизмы могут компенсировать землевладельцам общественные выгоды, которые обеспечивают их пастбища. Общинные подходы могут дать местным жителям возможность стать распорядителями ресурсов пастбищ.

Для успеха потребуется признание того, что сохранение пастбищ и сельскохозяйственное производство являются не противоположными целями, а взаимодополняющими целями, которые могут быть достигнуты вместе посредством продуманного управления. Это потребует от нас ценить пастбища не как пустые пространства, ожидающие развития, а как продуктивные, биоразнообразные экосистемы, которые предоставляют незаменимые услуги. Это потребует инвестиций в исследования, мониторинг, восстановление и устойчивое управление в масштабах, соразмерных важности этих экосистем.

Выбор, который мы делаем сегодня в отношении сохранения лугов, будет отражаться на поколениях. Будем ли мы продолжать жертвовать этими экосистемами ради краткосрочных выгод или мы признаем их непреходящую ценность и обязуемся их защищать? Позволим ли мы биоразнообразию лугов ускользнуть, или мы будем действовать, чтобы сохранить замечательные виды, которые зависят от этих мест обитания? Растратим ли мы потенциал смягчения последствий изменения климата лугов, или мы будем использовать их способность улавливать углерод и повышать устойчивость?

Понимая жизненно важную роль, которую пастбища играют в поддержке сельского хозяйства и дикой природы, мы можем принимать обоснованные решения, которые поддерживают эти экосистемы и преимущества, которые они обеспечивают. Благодаря совместным усилиям, которые объединяют землевладельцев, ученых, политиков и сообщества, мы можем наметить курс на будущее, где пастбища продолжают питать как людей, так и природу. Время действовать сейчас, пока у нас все еще есть возможность сохранить эти великолепные экосистемы для будущих поколений.

Для получения дополнительной информации о методах сохранения и устойчивого управления пастбищами посетите Всемирный фонд дикой природы , Охрана природы , Институт мировых ресурсов , Продовольственная и сельскохозяйственная организация и Служба охраны природных ресурсов USDA .