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长得快,凋零得早,新研究发现,人类的农业正在加速整个生态系统

2024-02-17社会

在最近发表于【自然通讯】( Nature Communications )上的一项新研究中,一个研究团队调查了人类农业对生物群落的影响。这项研究 首次揭示了施肥和割草等措施 会影响生态系统各个层面和整个食物链的生物体,从而加速整个系统。

在自然界的每一个地方,活的有机体都能适应其栖息地的条件。根据环境的不同,它们依赖于快速或慢速生长、体型变大或变小的策略,并且繁殖速度不同 ——每个物种都在自己的「赛道」中自然繁殖 。在这方面,有两个因素是决定性的:营养物质的可用性和 破坏性 外部影响的程度。

德国 法兰克福森肯伯格生物多样性和气候研究中心的 皮特 ·曼宁教授( Peter Manning 解释道: 你可以把这想象成兔子和乌龟的寓言 —— 只是,根据环境的不同,比赛有时是由采用一种策略的生物赢得的,有时是另一种策略。

在不受干扰、营养贫乏的生态系统中,速度较慢的生物占主导地位。它们更节约地使用资源,以更悠闲的速度生长,繁殖频率更低,但它们通常更大,寿命更长 ,比如乌龟 。另一方面,在营养更丰富的条件下, 一些物种 越快脱颖而出 —— 这些生物往往更小,营养转化率更高 具有较低的预期寿命和较高的繁殖率 ,比如野兔

在我们的研究中,我们首次表明,草原的集约农业利用 导致了生态系统各个层面的 加速,像野兔一样的物种繁殖得更快,但消亡得也更快,而原本像乌龟一样 ‘慢’的物种,也开始逐渐扮演野兔的角色。」

在他们的研究中,研究人员分析了作为生物多样性探索项目的一部分收集的大量数据,这些数据涉及 Swabian Alb 、德国中部的 Hainich 地区和勃兰登堡 - 舍费尔海德 - 乔林生物圈保护区。

我们检查了采样生态系统所有区域的生物 —— 从土壤中的微生物到植物、蝴蝶和其他节肢动物,再到鸟类和蝙蝠, 」研究人员 报告说。

我们能够以施肥、割草和放牧的形式确定农业管理对几乎所有生物的影响。与未经管理的自然区域相比,遵循 快、 亡得早 策略的生物在这里占主导地位 —— 在这些情况下,整个生态系统变得更快。

这部分是由于资源和环境条件变化的直接影响,部分是由于食物链内的间接级联效应。根据使用强度的不同,所研究的生态系统沿从慢到快的轴分布。只有在少数较大的动物和土壤生物中,我们无法观察到这种影响。

正如研究所表明的那样,农业利用也会对生物体执行的各种生态系统功能产生影响,这些功能也会变得更快,与种植强度一致。曼宁解释道: 例如,在加速的生态系统中,分解、生物量生产或营养循环等过程也会发生得更快。

从人类的角度来看,这些系统最初在农业上更具生产力,产量也更高。然而,这可能会降低它们储存碳的能力。与此同时,营养浸出的增加会导致更高水平的污染。另一方面,未受干扰的自然生态系统往往具有更高的生物多样性,更具弹性 ,更有能力应对 气候有关的极端天气现象的增加。

由于农业日益集约化,我们可能正在加速世界各地的生态系统。 研究人员 从其他研究中了解到,通过使用化肥来加速生态系统相对容易,但使其恢复到最初的缓慢状态需要更长的时间。因此,我们正在失去越来越多具有特定生物体和功能的缓慢系统 —— 而且鉴于气候变化带来的挑战 —— 在这方面迫切需要对策。

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