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密歇根州立大学新闻

密歇根州立大学的科学家们在草原植物恢复的故事中发现了过去天气的遗产

在密歇根州西南部有农场之前,那里有大草原。数千年来,在欧洲殖民者把肥沃多产的土地变成农业用地之前,高大的草原一直保持着平静。

今天,密西西比河以东的高草原几乎已经灭绝。

但是一些土地所有者想要把整个中西部的土地归还给它令人难以置信的深根,把废弃的、枯竭的和休耕的农田改造成原始的大草原,并取得了不同程度的成功。

密歇根州立大学植物生物系副教授Lars Brudvig和前密歇根州立大学研究生Anna Funk调查了20年前的数据领域,以找出为什么一些重新种植的大草原比其他的更健康。他们的研究结果发表在《科学报告》上。

本土草原植物在这片土地上很少见,所以土地管理者需要有意识地在地上播撒种子,让它们回来。Brudvig说,他的实验室与伊利诺伊州、印第安纳州和密歇根州的农民、土地管理者和各种自然保护区紧密合作进行这项研究。

Brudvig和Funk研究的83个地点都是从大致相同的地点开始的,并且有着相似的生态管理过程。有控制的燃烧、有针对性的除草剂和定期割草是常见的策略,但每个地点的结果却大相径庭。

最大的问题是,为什么?

仅仅几项研究就提供了一些诱人的证据,表明草原恢复期间的天气实际上会对项目的成功产生长期的影响。她和她的导师汤姆·辛普森(Tom Simpson)在麦克亨利县自然保护区(McHenry County Conservation District)重游了北伊利诺伊大草原(northern Illinois prairies),从那里开始了她作为植物生态学家的职业生涯。这是一个土地管理者们在轶事中很熟悉的想法,但却没有经过仔细的研究。

研究人员观察了一大片被恢复的大草原。最好的和最坏的;看看他们是否能识别出在特别多雨或炎热的年份种植的农田的任何模式。他们采访了种植了每一块大草原的人,以确定种植日期、种植的大草原物种的数量以及每一块土地上正在进行的管理的其他细节。

然后,他们去每个草原,调查杂草和原生草原植物的丰富性和多样性,并采集土壤样本来测试每个地点的生产力。

当我对我们所有的数据做了一个大的分析时,我希望能发现种植年的一些影响,但我仍然认为其他因素是最重要的,比如场地多久被规定的火管理一次。Funk说。我很惊讶地发现,不仅是天气的影响,有时植物年的天气状况也会对气候产生最大的影响。

我们原以为大草原最初种植时雨量较多的年份,结果会比较好,因为植物需要水。Brudvig说。但情况恰恰相反,因为这些地方不仅有草原植物,而且还有能对降水作出真正反应的杂草植物。

更令人惊讶的是,第一年的天气给恢复的草原系统留下了多么长的印记。

一开始我们以为降雨量会有影响,但我们应该看到,随着场地越来越老,数据中的特征变得越来越不重要。Brudvig说。相反,我们看到第一年的天气状况有一个持续了几十年的特征。

这些发现可能看起来令人沮丧,因为气候变化经常给中西部带来更湿润的泉水,但识别天气特征可能是恢复工作者的一个重要工具,他们正在努力重建这些极度濒危的生态系统。

我们建议他们利用长期的天气预报来帮助预测今年是旱季还是雨季,这样一来,土地管理者就有可能在旱季集中更多的精力来开辟草原。Brudvig说。他们也可以通过割除草原植物上的杂草,在多雨的种植年份加大对杂草控制的投资。

我真心希望这些知识能对那些种植大草原的人有所帮助,同时也能对那些正在做受天气影响的实验的生态学家有所帮助。Funk说。下一步将是找出如何最好地减轻额外降雨造成的“杂草炸弹”。我敢肯定,对于下一步该探索什么,草原管理者们已经有了很多想法。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://msutoday.msu.edu/news/2020/msu-scientists-discover-legacy-of-past-weather-inscribed-in-stories-of-prairie-plant-restoration/