Потепление, но не обогащение CO₂, благоприятствует костру кровельному в полузасушливой степи

Повышение концентрации CO₂ и потепление могут изменять наземные экосистемы, способствуя распространению инвазивных растений, оказывающих существенное влияние на сообщества и экосистемы. Однако реакцию инвазивных растений на повышение концентрации CO₂ и потепление трудно предсказать из-за множества задействованных механизмов, включая изменение фенологии, физиологии, а также круговорота азота и воды. Чтобы оценить относительное и совместное значение этих процессов, необходимы многофакторные эксперименты в реалистичных полевых условиях. В настоящем исследовании изучали, как свободновоздушное обогащение CO₂ до 600 ppmv и инфракрасное потепление (+1,5 °C днём и +3 °C ночью) влияют на функционально и фенологически своеобразный инвазивный вид в полузасушливой смешанно-травной прерии. Костёр кровельный (Bromus tectorum) — быстрорастущий евразийский однолетний злак озимого типа, который повышает частоту пожаров и снижает биологическое разнообразие на миллионах гектаров западной части Северной Америки. За 2 года наблюдений потепление более чем втрое увеличило биомассу и семенную продукцию B. tectorum за счёт сочетания более активного появления всходов и усиления роста. Эти результаты наблюдались как в присутствии конкурирующих местных видов, так и без них, в условиях достаточного и недостаточного увлажнения, соответствовавших десятикратной разнице в биомассе B. tectorum, несмотря на то что потепление снижало содержание воды в почве. В отличие от этого, повышение концентрации CO₂ почти не повлияло на инвазию B. tectorum и содержание воды в почве, но снизило содержание азота в почве и растениях. Мы пришли к выводу, что (1) потепление может расширить фенологическую нишу B. tectorum, способствуя его более успешной колонизации обширной северной смешанно-травной прерии, устойчивой к инвазиям, и (2) в экосистемах, где повышение концентрации CO₂ снижает доступность азота, CO₂ может оказывать ограниченное влияние на B. tectorum и другие инвазивные виды, предпочитающие богатые азотом условия.