研究揭示了微小生物在草原结构中的重要性

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一项新发表的研究揭示了蚯蚓,甲虫和其他微小生物对草原结构及其提供的宝贵生态系统服务的重要性。 /

当被要求描述森林或草地时,大多数人可能会从植物,物种多样性或叶子的颜色开始。他们可能不太关注生活在土壤中的动物。

但耶鲁领导的一项新研究表明,蚯蚓,甲虫和其他微小生物对草原结构及其提供的宝贵生态系统服务至关重要。

在一项为期3年的研究中,研究人员发现,从复制的苏格兰绵羊草地的土壤中移除这些小动物改变了生态系统中生长的植物物种,降低了总体生产力,并且产生了对普通农业管理不太敏感的植物,例如作为受精。

研究结果表明,这些结果反映了土地利用变化的长期生态影响,如森林向农田的转化。

“我们知道这些土壤动物是引起营养物质和碳在生态系统中循环的过程的重要控制因素,但几乎没有证据表明人类引起的这些动物的丧失在整个生态系统的水平上对农业产量等服务具有影响,“耶鲁大学森林与环境研究学院(F&ES)的副教授马克布拉德福德说,他是在美国国家科学院院刊上发表的研究的主要作者。

“但那正是我们发现的。”

在一个气候控制实验室,研究人员组装了16个浴缸大小的苏格兰高地草地复制品。每个模型都包括10种最常见的植物物种,但研究人员只将蚯蚓,slu,和其他小动物引入了一些系统。

在前六个月中,研究人员发现,去除动物不会影响植物产量或系统中二氧化碳的损失率。 “但是当我们通过500天时间完成后,我们确实发现生态系统过程发生了巨大变化,包括植物的生产力,”布拉德福德说。

有趣的是,他们还发现,虽然草产量减少,但产量质量得到改善。 (质量是通过植物中蛋白质的浓度来衡量的。)

布拉德福德说,这项实验与早期的研究在两个重要方面有所不同:它们能够通过使用多种植物和土壤生物体复制现实世界的大部分复杂性,并且能够模拟多年的夏季生长条件。

这项研究是来自耶鲁大学和哥伦比亚大学的研究人员以及英国,德国和瑞士的合作者之间的合作。

“这些发现强调了生态系统的地下和地上部分是如何相互关联的,而不同的生态系统过程以不同的方式对草原的管理作出了反应,”Stephen Wood博士表示,“11 M.E.Sc.哥伦比亚大学博士生,也是该研究的合着者。

“在这种情况下,土壤动物多样性的丧失最终改变了草地生态系统中的优势植物物种,进而影响了这些草地的生产力以及它们如何对农业管理作出反应,”布拉德福德说。 “当你下一次看到草地或森林时,请记住,紧靠脚下的小动物可能会对你所看到的很多东西负责。”

出版物:Mark A. Bradford等人,“生态系统过程和多功能性对改变土壤群落组成的响应中的不连续性”,PNAS,2014; doi:10.1073 / pnas.1413707111

资料来源:耶鲁大学的Kevin Dennehy

图片:D. Kucharski K. Kucharska

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