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長得快,雕零得早,新研究發現,人類的農業正在加速整個生態系

2024-02-17社會

在最近發表於【自然通訊】( Nature Communications )上的一項新研究中,一個研究團隊調查了人類農業對生物群落的影響。這項研究 首次揭示了施肥和割草等措施 會影響生態系各個層面和整個食物鏈的生物體,從而加速整個系統。

在自然界的每一個地方,活的有機體都能適應其棲息地的條件。根據環境的不同,它們依賴於快速或慢速生長、體型變大或變小的策略,並且繁殖速度不同 ——每個物種都在自己的「賽道」中自然繁殖 。在這方面,有兩個因素是決定性的:營養物質的可用性和 破壞性 外部影響的程度。

德國 法蘭克福森肯伯格生物多樣性和氣候研究中心的 皮特 ·曼寧教授( Peter Manning 解釋道: 你可以把這想象成兔子和烏龜的寓言 —— 只是,根據環境的不同,比賽有時是由采用一種策略的生物贏得的,有時是另一種策略。

在不受幹擾、營養貧乏的生態系中,速度較慢的生物占主導地位。它們更節約地使用資源,以更悠閑的速度生長,繁殖頻率更低,但它們通常更大,壽命更長 ,比如烏龜 。另一方面,在營養更豐富的條件下, 一些物種 越快脫穎而出 —— 這些生物往往更小,營養轉化率更高 具有較低的預期壽命和較高的繁殖率 ,比如野兔

在我們的研究中,我們首次表明,草原的集約農業利用 導致了生態系各個層面的 加速,像野兔一樣的物種繁殖得更快,但消亡得也更快,而原本像烏龜一樣 ‘慢’的物種,也開始逐漸扮演野兔的角色。」

在他們的研究中,研究人員分析了作為生物多樣性探索專案的一部份收集的大量數據,這些數據涉及 Swabian Alb 、德國中部的 Hainich 地區和勃蘭登堡 - 舍費爾海德 - 喬林生物圈保護區。

我們檢查了采樣生態系所有區域的生物 —— 從土壤中的微生物到植物、蝴蝶和其他節肢動物,再到鳥類和蝙蝠, 」研究人員 報告說。

我們能夠以施肥、割草和放牧的形式確定農業管理對幾乎所有生物的影響。與未經管理的自然區域相比,遵循 快、 亡得早 策略的生物在這裏占主導地位 —— 在這些情況下,整個生態系變得更快。

這部份是由於資源和環境條件變化的直接影響,部份是由於食物鏈內的間接級聯效應。根據使用強度的不同,所研究的生態系沿從慢到快的軸分布。只有在少數較大的動物和土壤生物中,我們無法觀察到這種影響。

正如研究所表明的那樣,農業利用也會對生物體執行的各種生態系功能產生影響,這些功能也會變得更快,與種植強度一致。曼寧解釋道: 例如,在加速的生態系中,分解、生物量生產或營養迴圈等過程也會發生得更快。

從人類的角度來看,這些系統最初在農業上更具生產力,產量也更高。然而,這可能會降低它們儲存碳的能力。與此同時,營養浸出的增加會導致更高水平的汙染。另一方面,未受幹擾的自然生態系往往具有更高的生物多樣性,更具彈性 ,更有能力應對 氣候有關的極端天氣現象的增加。

由於農業日益集約化,我們可能正在加速世界各地的生態系。 研究人員 從其他研究中了解到,透過使用化肥來加速生態系相對容易,但使其恢復到最初的緩慢狀態需要更長的時間。因此,我們正在失去越來越多具有特定生物體和功能的緩慢系統 —— 而且鑒於氣候變遷帶來的挑戰 —— 在這方面迫切需要對策。

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