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氮肥施用的增加如何影响草地-

氮肥施用的增加如何影响草地-

“PaNDiv”实验是瑞士最大的生物多样性-生态系统功能实验,由伯尔尼大学的研究人员在3000平方米的场地上建立的,旨在更好地了解氮的增加如何影响草原。经过四年多的研究,这项实验的第一篇文章刚刚发表在科学杂志《功能生态学》上。

事实上,欧洲所有的草原都是由农民管理的,传统的管理包括定期的修剪和放牧,而现代的集约化管理则包括使用大量氮肥来增加草的产量。传统上管理的草地包含许多植物物种,但集约化管理的草地只包含少数从高营养水平中获益的快速生长的植物。引起疾病的植物病原体的数量也随着施肥而增加。所有这些变化都是同时发生的;然而,生态学家不知道哪些是最重要的,也不知道同时发生几次变化时会发生什么。

伯尔尼大学(University of Bern)植物科学研究所(Institute of Plant Sciences)的PaNDiv(病原体、氮和多样性)实验是独一无二的,因为它操纵了其中许多因素,以观察它们之间的相互作用。在他们的第一篇文章《分解分解》中,作者关注凋落物的分解,即植物腐烂的速度,这对保持健康和肥沃的土壤至关重要。

800多个尼龙袋

“氮使植物群落向更多快速生长的植物转变,而这反过来又使叶子分解得更快(向土壤反馈更多的氮)。”这表明,如果我们不考虑物种构成的变化,受精对功能的影响就会被低估。快速生长的植物凋落物分解得更快,因为快速生长的物种对结构组织的投入更少,生成更薄、更大、含氮量更高的叶子,这些叶子在捕捉光线方面很有效,但寿命不长。这些叶子比生长缓慢的植物产生的又小又厚的叶子腐烂得更快。小尼龙袋里装满了垃圾,让它们在每个地块上分解,以测试产生的生物量分解的速度有多快。“我们最终用一台缝纫机缝了800多个包,但结果的质量值得付出这么多努力,”皮康博士继续说。

同时测试不同的因素

项目负责人埃里克?艾伦和植物科学研究所教授说:“我们的第一个研究的结果表明为什么这样的实验是必要的:理解生态系统功能是复杂的,只有通过测试许多不同的因素在同一时间我们可以理解他们的重要性,因此预测我们的生态系统将会改变在未来”。

一些实验表明,植物种类较多的生态系统具有较高的生态系统功能水平。然而,PaNDiv实验是独特的,因为它不仅在2×2米的小块土地上操作植物多样性,而且还改变了现有植物物种的类型。这是通过创建植物群落来实现的,这些植物群落只包括快速生长的植物(在肥沃的土壤中茁壮成长)或生长缓慢的植物(在较差的条件下茁壮成长)。它还将这些处理方法与氮肥和施用杀菌剂去除植物病原体相结合。在每个地块上,研究人员测量了几个生态系统功能。这些数据包括:它们产生了多少植物物质;土壤生物有多活跃;土壤中养分和碳的含量;以及昆虫和植物病原体的数量。PaNDiv实验位于瑞士首都伯尔尼附近的小镇Munchenbuchsee。Pichon et al. 2020是将使用PaNDiv结果发布的一个长系列的第一篇文章。

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