"全球范围内,人类已从根本上改变了养分和水等资源,这可能破坏植物的生长方式," 该研究的合著者、宾汉姆顿大学生态系统科学助理教授安珀·丘吉尔表示。"因此预计这些资源的极端变化将产生更大的潜在影响,波及多个经济部门。这对全球草地尤其重要,因为水养分资源的可获得性直接维系着所有有人居住大陆的畜牧业和牧业。"
为解决这一问题,研究人员通过在9个国家26个地点进行田野实验,评估了草地对极端干旱和养分增加的反应。
丘吉尔指出:"该研究将通常局限于特定地点的方法论——即我们关注养分或干旱及水分可利用性的影响——扩展到了更大空间尺度。能在如此广阔的空间尺度上同时测试养分变化和干旱影响这一全球变化驱动因素,正是本实验真正新颖之处。"
研究人员添加了所有植物必需的氮、磷、钾等基础养分,以及一次性添加的系列微量营养素。他们发现:虽然单独干旱使植物生长量减少19%,但添加肥料使植物生长量增加24%。重要的是,二者结合导致生长量无净变化,这主要归因于禾本科植物即便在干旱条件下也能利用所添加的养分。
"最关键的结论是:添加养分可以抵消干旱影响,这在原本较干旱地区尤为显著,"丘吉尔强调。
丘吉尔在26个研究点中的两个开展工作。在西悉尼大学霍克斯伯里环境研究所的亚拉蒙迪站点,她负责管理数据并记录区域内植物数量。在明尼苏达州雪松溪长期生态研究站,她负责清理所有数据并将其整理供研究网络共享。
丘吉尔解释道:"干旱导致生长量减少;施肥则促进生长。当观察到这些特殊现象时,后续研究方向就变得更加有趣。传统理论认为,如果在干旱地区植物已受水分限制,可能无法响应氮添加。但我们实际发现了相反现象:在更干旱条件下,植物反而能更好地响应氮添加。这与我们预期形成了惊人差异。"
丘吉尔将在宾汉姆顿大学75英亩的露天实验室"五子雀谷",作为"草地与草坪增强多样性全球变化实验(PLEDGE)"的一部分,建立类似试验处理。
丘吉尔指出,虽然施肥可能暂时抵消干旱影响,但并非可行的长期解决方案。
"在需要抵消干旱影响的饲料生产系统中,施肥能消除实际干旱效果。这是巨大优势,但成本高昂。因此存在权衡——可作为工具使用,但非长久之计。"
丘吉尔表示,就管理而言,生长植物物种的数量可能是抵御干旱的更关键因素。
"我们预测:物种越丰富,其中某个物种抵御干旱的可能性越大,因此即使部分物种未能存活,仍能获得一定生物量。核心观点是长期来看,存在的物种越多,生物量稳定性越高。受限于本数据集仅涵盖单一年份,我们无法验证此假设,但更长期的数据集可探究此类问题。"
Story Source:
Materialsprovided byBinghamton University. Original written by John Brhel.Note: Content may be edited for style and length.
2025-08-31
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