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在容易着火的西部,植物需要它们的授粉者——反考试送什么礼物寓意好之亦然

生物 2022-03-16 00:03:07

圣路易斯华盛顿大学

路易斯(号外乐团成员) 蒙大拿州黄石国家公园里的火草正在开花

新的研究强调了植物-传粉者相互作用在恢复生态系统中的重要性,在这些生态系统中,自然野火机制已经被人类活动改变或抑制

学分:乔纳森·迈尔斯,华盛顿大学圣路易斯分校

路易斯(号外乐团成员) 2020年是美国有记录以来最严重的火灾年,近1300万英亩土地被烧毁,14000座建筑被摧毁,估计30亿美元用于灭火——还在继续

与此同时,某些土地管理者投入了大量的时间和资源,通过“控制燃烧”的方法来恢复火灾

面对令人心碎的损失、努力和费用,科学家们仍在努力解决一些最基本的问题,即火如何影响自然界中植物和动物之间的相互作用

一项基于北落基山脉的新研究探索了火在植物和它们的传粉者之间微调舞蹈中的作用

11月出版

华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员在《生态学杂志》上发表了这项发现

路易斯、马凯特大学、蒙大拿州立大学和荒野协会在最近关于全球范围内昆虫迅速和广泛减少的报道中显得尤为重要

“大量研究着眼于火如何影响植物,或者火如何影响动物

华盛顿大学艺术与科学生物学副教授乔纳森·迈尔斯是这项研究的合著者,他说:“但人们对火灾如何影响这两者,以及这些生态网络中的联系如何应对火灾这一问题了解甚少。”

研究人员发现,野火干扰和植物-授粉者的相互作用在决定植物在哪里生根和在哪里发现授粉者方面都很重要

但是在燃烧的景观中,植物-传粉者的相互作用通常与决定现存物种组成的任何其他因素一样重要或更重要

野火发生后,开花植物物种在决定传粉物种组成方面的重要性增加了一倍至四倍

此外,在野火之后,授粉者在决定植物组成方面的重要性几乎翻了一番

“显然,授粉者通过为我们所有的作物授粉,为人类提供了宝贵的生态系统服务

该研究的第一作者、马凯特大学生物科学助理教授约瑟夫·拉马纳说:“在完整的自然生态系统中,它们提供了同样有价值的服务。”

“我们看到的是,植物和授粉者的联系在受干扰或被烧毁的景观中变得更加重要

这些联系对于恢复自然野火机制被人类活动改变或抑制的生态系统非常重要

“随着气候变化增加野火的频率和强度,生物多样性丧失的可能性——单个植物或授粉物种的丧失——将比我们预期的更加深远,”他说

感受燃烧 落基山脉北部的野火可以被闪电点燃——但越来越多的是,它是由人引发的

从历史上看,野火往往在一些地方燃烧得很热,而在另一些地方燃烧得很冷,导致不同程度的火灾混乱

但是随着全球气温的上升,植物碎片和其他引发火灾的物质正在变干

这种趋势加上几十年的积极灭火,导致了从大多数混合严重程度的野火机制向今天的高严重程度火灾的转变

在这项研究中,蒙大拿州立大学的合著者劳拉·伯克勒领导了蒙大拿州152个代表野火梯度的地块的植物和授粉者的实地调查,这些地块包括没有近期野火(未燃烧)、混合严重野火和高度严重野火的地块

LaManna和Myers与荒野协会的Burkle和Travis Belote合作分析数据

在他们比较的地点,科学家们发现,在已经被烧毁的景观部分,个体蜜蜂、苍蝇和蝴蝶的数量——以及它们经常出现的开花植物——比没有被烧毁的景观部分要多

然而,在经历过不同程度野火的地区,增幅更大,这种野火在生境类型的镶嵌图中留下了一些完整的植被,而高强度野火则很大程度上清除了所有植被,并可能破坏土壤和种子库

例如,与未燃烧区域相比,开花植物的数量在混合严重程度的野火中增加了10倍以上,在高严重程度的野火中增加了9倍以上

总体而言,研究人员确定了329种传粉植物和193种开花植物

“通常,公众对火灾的总体看法是,它是有害的

但令人印象深刻的是,与未燃烧的景观相比,燃烧的景观中植物和授粉者的丰度——以及物种数量——要高得多,”迈尔斯说

交给蜜蜂吧 虽然这项研究表明火灾增加了传粉者和开花植物的物种多样性,但是火灾的强度很重要

更热、更严重的烧伤可以消除授粉者需要的景观特征,如树桩或筑巢用的木质碎片

混合严重程度的野火最为有利

在世界范围内,传粉者的数量正在下降

北落基山脉也不例外

“多亏了这个项目,我们现在对当地授粉者群体,尤其是蜜蜂群体有了非常深入的了解,”伯克说

“这些数据的好处之一是能够提供关于正在减少的传粉物种和令人担忧的物种的专家知识,例如西部熊蜂(西熊蜂),目前正在考虑根据《濒危物种法》将其列入联邦清单

“当我们考虑跨空间的生物多样性模式时,我们通常会分别考虑不同的物种群,”她说

“在我们的例子中,我们可以将植物多样性的模式与传粉者多样性的模式分开考虑

但是我们的研究提供了确凿的证据,证明除了像野火这样的干扰的影响之外,植物与花粉器之间的关系是这些生物多样性模式的强大贡献者

“这意味着物种之间的生物相互作用很重要,需要在保护行动中更明确地加以考虑,如随着气候变化而改变物种范围的计划

" 加速灭绝 研究人员说,全球气候变化可能会增加许多其他地区野火的频率和强度——就像在西部山区一样

这项研究的发现表明,这可能会导致脆弱物种的额外损失

“我们可能会看到野火加速共同灭绝事件,你失去了一个传粉者,然后你失去了传粉者依赖的所有植物——然后你失去了更多与这些植物相关的传粉者,等等,”拉马纳说

“你有可能遭受一连串的损失

" 总的来说,这项研究促进了对野火如何以及为什么影响森林生态系统的保护、土地管理和恢复的理解

迈尔斯说,它还表明,预测物种在各种气候变化情景下如何反应的生态模型也应该考虑食物网中的生物相互作用

迈尔斯说:“通过与该地区的联邦土地管理人员分享我们的发现,我们希望为管理计划做出贡献,双重目标是维护植物和授粉者的生物多样性,同时恢复代表历史火灾制度的环境复杂性。”

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