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草原植物需要火热的浪漫

对于草原植物来说,火热的爱情生活不仅仅是乐趣——它是必不可少的。

在一项新的研究中,研究人员发现,专家控制的火灾对草原植物的成功繁殖至关重要。火灾导致草原植物同时开花,这增加了交配机会和种子产量。

在1996年至2016年的研究中,研究人员观察了明尼苏达州斯塔凡森草原上778株植物的性生活。在为期21年的研究中,环保科学家在9年的不同时间里进行了规定的燃烧。

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主持这项研究的西北大学环境保护科学家斯图亚特·瓦格纽斯(Stuart Wagenius)说:“在大多数年份里,植物与其他植物是隔离的,因为很少有植物开花。”“它们不能很好地授粉,而且它们产生的种子很少。然而,火灾过后的夏天,许多植物都会开花。它们不是孤立的。它们授粉并产生许多种子。一场火灾后的同步开花保持了种群的健康,避免了局部物种的灭绝。”

这项研究将发表在本周的《美国国家科学院院刊》上。瓦格纽斯是芝加哥植物园的资深科学家,也是西北大学植物生物学和保护项目的助理教授。

高草草原是世界上最受威胁和保护最少的栖息地之一。在过去的几年里,本土植物已经从大草原上消失了,尤其是那些没有经过规定的火灾管理的植物。这些火灾不同于那些成为新闻头条的野火。规定的火灾是专家在特定条件下对火灾的控制应用。它们能保持生态系统的健康,并通过减少干枯的植被来防止野火,而干枯的植被会引发火灾。

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为了更好地了解火灾可能如何帮助这些社区恢复生机,研究人员特别跟踪了山苍子或窄叶紫锥花。紫锥花广泛分布于密西西比河以西的草原和平原,是研究草原上多年生植物的模式生物。

一株紫锥花植物可以存活很多年,但不会每年开花。同一地点的植物在同一时间开花是很重要的。这种同步提高了蜜蜂在植物间传播花粉的机会。

“火灾是植物开花的信号,这是我们所预料的,”芝加哥植物园的科学家、该研究的合著者格莱托·基弗(Gretel Kiefer)说。“然而,我们并不知道,在一个季节内,与大多数年份相比,花期会有更多的重叠。”这种同步开花提高了蜜蜂的授粉能力,而这正是制造种子所必需的。”

研究人员希望他们的发现能够鼓励在草原和其他容易着火的栖息地进行更多的规定火灾,这些地区有过灭火的历史。

瓦格纽斯说:“在全世界依赖火的生态系统中,重新燃起大火可能对植物繁殖和多样性有广泛的好处。”“通常人们认为火灾有助于植物争夺更好的资源。这个实验揭示了一个完全不同的额外好处——更多的交配和更好的授粉。”

国家科学基金会和国家地理学会资助了一项名为“火与开花同步,并促进大草原物种的繁殖”的研究。

主题:生命科学、研究、温伯格文理学院

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northwestern.edu/stories/2020/01/prairie-plants-need-fiery-romance-fires/