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首项全球性研究表明:在营养增强条件下草原可抵御极端气候事件

本站发布时间:2025-06-19 07:37:27
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"诸如营养物质和水等资源已在全球范围内被人类根本性地改变了,这可能会干扰植物的生长方式," 该项研究的合著者、宾汉顿大学生态系统科学助理教授安布尔·丘吉尔(Amber Churchill)说。"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。这对于全球草原尤其如此,因为在所有有人居住的大陆上,水和营养物质的可供性直接支撑着畜牧业和牧业。"

为解决这一问题,研究人员通过在9个国家的26个地点进行野外实验,评估了草原对极端干旱和营养可用性增加的响应。

"它采用的是通常非常特定于地点的方法论——我们关注养分的影响或干旱及水分可用性的影响——并将单一地点的实验扩展到更大的空间尺度,"丘吉尔说。"能够在如此巨大的空间尺度上同时测试养分变化以及干旱影响这一全球变化驱动因素——这正是该实验真正新颖之处。"

研究人员添加了所有植物必需的营养物质——氮、磷和钾——以及一次性添加的一系列微量营养素。他们发现,虽然单独干旱使植物生长量减少了19%,但添加肥料使植物生长量增加了24%。重要的是,两者结合导致生长量没有净变化,这主要是由即使在干旱条件下也能利用额外养分的禾草驱动的。

"最重要的启示是,添加养分可以抵消干旱的影响,这在已经相当干旱的地区尤为明显,"丘吉尔说。

丘吉尔在26个地点中的两个地点工作。在西悉尼大学霍克斯伯里环境研究所的亚拉曼迪(Yarramundi)站点,她负责管理数据,记录该区域存在的植物数量。在明尼苏达州的雪松溪长期生态研究站(Cedar Creek Long Term Ecological Research Site),她负责清理所有数据并整理以与研究网络共享。

 

"在干旱条件下,我们获得更少的生长量;我们添加肥料,则获得更多生长量。当你观察到其中一些特殊性时,后续的研究方向就变得更加有趣了,"丘吉尔说。"传统上,我们可能会假设,如果植物在例如干旱地点已经受到水分限制,它们可能无法对添加氮做出响应。但我们实际上发现了相反的情况,在这些更干旱的条件下,植物反而能够更好地响应氮添加。因此这与我们预期的结果存在惊人的差异。"

丘吉尔将在宾汉顿大学建立类似的处理,作为"草地与草坪增强多样性全球变化实验(PLEDGE)"的一部分,该实验在宾汉顿大学占地75英亩的"露天实验室"Nuthatch Hollow进行。

丘吉尔表示,虽然添加肥料可能暂时抵消干旱的影响,但这并非可行的长期解决方案。

"在需要抵消干旱影响的牧草生产系统中,添加肥料将消除这种有效的干旱,"她说。"这是一个巨大的好处,但成本高昂。所以这里存在权衡。它可以作为一种工具使用,但不会成为长期解决方案。"

丘吉尔说,就管理而言,生长的植物物种数量可能是应对干旱存活更为重要的因素。

"我们有一个预测:随着物种增多,其中某个物种更有可能抵御干旱,因此即使每个物种未能存活,你至少也能获得一些生物量。所以理念是,如果存在更多物种,从长远看你将获得更稳定的生物量。由于我们只观察了一年,这是现有数据集无法验证的。但更长期的数据集可以研究这类问题。"

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Materials provided by Binghamton University. Original written by John Brhel. Note: Content may be edited for style and length.

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