С нами или без нас: Естественная история будущего

Издавна предполагалось, что леса, луга и другие экосистемы, содержащие широкое разнообразие видов, должны выказывать большую устойчивость, особенно перед лицом крупных потрясений – пожаров, наводнений, засух или мора. Согласно гипотезе разнообразия-устойчивости, чем больше диверсифицирована система, тем меньше она подвержена воздействию подобных бедствий. Участки, изучаемые Тилманом, отличались друг от друга количеством видов: факторами этого разнообразия были как разные режимы подкормки, так и случайные различия в истории каждого участка до начала эксперимента. На одних участках видов было больше, на других меньше. Участки, которым было присуще максимальное разнообразие, походили на природные луга. Одни растения там были повыше, а другие пониже. У некоторых корни были длинными и прямыми, а у некоторых короткими и ветвистыми. И, кроме того, там была более разнообразная цветовая гамма: как писал мне Ник Хаддад, когда-то работавший на этих участках, среди всевозможных оттенков коричневого и зеленого то тут, то там «красовались яркие цветы». Участки, которые отличались наименьшим разнообразием и при этом хорошо удобрялись, напоминали заботливо возделываемые поля. На них преобладали пырей ползучий или мятлик луговой; эти растения почти не различались – ни по высоте, ни по форме листьев, ни по потребностям, ни по цвету. По различиям между участками Тилман смог определить, каким образом удобрения и прочие факторы влияют на многообразие видов. Но само главное, по мере того как сменяли друг друга месяцы, сезоны, годы, Тилман проверял гипотезу разнообразия-устойчивости, пытаясь понять, действительно ли его самые разнообразные участки подвержены изменениям меньше остальных. Более того, перед ним открывалась возможность проверить свою догадку при наступлении катастрофы – будь то пожар, мор, наводнение или засуха. Нужно было лишь подождать.

Конечно, ученый мог бы вызвать какое-то бедствие искусственным путем. Например, можно было поджечь участки или занести на них паразитов. Но ему не пришлось выдумывать рукотворные напасти. Апокалипсис явился к нему сам – в виде засухи. В октябре 1987 года, через пять лет после запуска эксперимента, на Миннесоту обрушилась самая суровая за последние полвека засуха, которая продлилась два года. Бедствие оказалось ужасающим – как раз то, что требовалось Тилману. Но последствия засухи нельзя было исследовать незамедлительно. Требовалось не только изучить ее воздействие на каждый из участков, но и продолжать наблюдать за ними еще долгие годы, чтобы фиксировать ход их восстановления. Стабильность экосистемы является производной от ее сопротивляемости. Экосистема с высокой резистентностью не меняется даже под воздействием катастрофы: она оказывает сопротивление. Кроме того, устойчивость экосистемы является производной и от ее пластичности. Пластичная экосистема после катастрофы довольно быстро возвращается к норме. Резистентность своих участков Тилман мог проанализировать уже в 1989 году, но вот чтобы изучить ее в комплексе с пластичностью и стабильностью, нужно было подождать еще.

Наконец прошло достаточно времени. В 1992 году, через десять лет после запуска эксперимента и шесть лет после начала засухи, Тилман начал работать вместе с Джоном Даунингом, профессором Монреальского университета, приглашенным в Миннесотский университет. Тилман и Даунинг изучали сопротивляемость, пластичность и устойчивость каждого участка. Они решили сосредоточиться на общем объеме биомассы растений – живой массе самой жизни, производимой на каждом участке в течение каждого года. Они сопоставляли изменения биомассы участков во времени, что позволило для каждого участка замерить сопротивляемость засухе и пластичность после нее, а также вывести суммарный эффект сопротивляемости и пластичности – а именно устойчивость.