O fósforo do solo é o principal fator determinante das espécies

Aug 22, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12163 (2023) Citar este artigo

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As perturbações causadas por ungulados invasores alteram acentuadamente os ambientes do solo e podem impedir a recuperação do ecossistema mesmo após a erradicação dos ungulados. Nas ilhas oceânicas, o pastoreio excessivo e o pisoteio por cabras selvagens causaram a degradação da vegetação e a erosão do solo, o que pode alterar a química do solo. Para compreender os efeitos das mudanças no desempenho das plantas, conduzimos um experimento de laboratório para avaliar o crescimento de espécies herbáceas sob diversas condições de solo com fósforo, nutrientes e acidez. O subsolo foi coletado em Nakodo-jima, no noroeste do Pacífico. Seis espécies herbáceas que dominam a ilha foram cultivadas em solos com três níveis de adição de CaCO3 e P2O5 e dois níveis de adição de KNO3. Após 4 semanas de crescimento, o peso seco total da planta foi significativamente menor sem adição de P2O5, independentemente da adição de KNO3. Três espécies pesaram mais sob adição de P2O5 e KNO3 em solo com pH elevado, enquanto as três restantes pesaram menos. Nossos resultados indicaram que o crescimento de espécies herbáceas é limitado principalmente pela disponibilidade de fósforo; a limitação depende do pH do solo e a tendência de dependência difere entre as espécies. Isto implica que os ecossistemas com perturbações extremas não podem recuperar sem melhorar a química do solo.

As contínuas alterações climáticas e os impactos antropogénicos estão a degradar ecossistemas em muitos biomas a nível mundial. Os ecossistemas naturais podem recuperar o seu estado original após serem perturbados por eventos naturais e antropogénicos; isso é chamado de “resiliência”1. Contudo, se as perturbações excederem um limiar de resiliência, o estado original não poderá ser recuperado2. Os distúrbios que causam mudanças irreversíveis são chamados de “eventos extremos”. Para promover a recuperação de ecossistemas que sofreram modificações extremas e para prevenir a degradação extrema, é essencial compreender os mecanismos de resiliência dos ecossistemas, bem como os factores ambientais e antropogénicos que limitam a recuperação.

Os ecossistemas de muitas ilhas oceânicas são vulneráveis ​​a perturbações por espécies invasoras3. Os ungulados invasores perturbaram muitos ecossistemas insulares oceânicos3,4,5, o que pode causar alterações irreversíveis nos ecossistemas terrestres. Por exemplo, o pastoreio excessivo e o pisoteio por cabras, porcos e ovelhas selvagens naturalizados em ilhas danificaram gravemente a vegetação e os ambientes do solo em muitos ecossistemas insulares3,6,7. Além dos efeitos diretos da herbivoria e da escavação8,9, o sobrepastoreio e o pisoteio levam indiretamente à erosão do solo através da degradação da vegetação8,10,11,12. Por outro lado, em alguns casos, o pastoreio e o pisoteio pela vida selvagem afectam a cobertura vegetal e a composição das espécies, mas não as funções do ecossistema13, sugerindo que os efeitos dos ungulados invasores são altamente dependentes do contexto.

Em Nakodo-jima (27 ° 37′ – 27 ° 38′ N, 142 ° 10′ – 142 ° 11′ E), uma ilha do noroeste do Oceano Pacífico, as cabras selvagens infligiram danos significativos ao ecossistema (consulte a Fig. S1 suplementar , on-line). Estas cabras foram naturalizadas depois de 1945, e o seu subsequente sobrepastoreio e pisoteio durante várias décadas levaram a uma grave degradação da vegetação e à erosão do solo14. Embora a população caprina da ilha tenha sido erradicada entre 1997 e 199915, a vegetação ainda não recuperou e a erosão do solo persiste em certas áreas16. Isto implica que os ecossistemas sofreram perturbações extremas que ultrapassaram o seu limiar de resiliência. É provável que estes ecossistemas não possam recuperar sem intervenção humana adicional, mesmo após a erradicação das cabras. Para preservar e restaurar estes ecossistemas, é crucial compreender os processos e mecanismos por detrás da perda das funções dos ecossistemas17.

A falta de recuperação do ecossistema após a erradicação da cabra está relacionada com alterações na química do solo com perda de vegetação e erosão do solo. A perda de vegetação leva à exposição do solo superficial, promovendo a erosão que posteriormente altera a química do solo18. A perda da superfície do solo expõe a camada mais profunda do subsolo, que é tipicamente pobre em nutrientes e altamente ácida19. Hata et al. sugeriram que o solo descoberto exposto pela perturbação das cabras limita a produção primária de vegetação herbácea devido ao aumento da acidez do solo20.