俄克拉荷馬大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究表明，在過去的二十年里，堪薩斯州草原保護(hù)區(qū)的蝗蟲數(shù)量下降了30%以上?！睹绹鴩铱茖W(xué)院院刊》年發(fā)表的論文《養(yǎng)分稀釋和氣候循環(huán)是主要食草動(dòng)物種群減少的基礎(chǔ)》揭示了地球上植物育種者面臨的一個(gè)新的、潛在的廣泛威脅：由于大氣中CO2含量的增加，氮等養(yǎng)分的稀釋，以及植物自身的磷、鈉和磷。
OU生物系地理生態(tài)組的Ellen Welti領(lǐng)導(dǎo)了OU、伊利諾伊大學(xué)和堪薩斯州立大學(xué)的生態(tài)學(xué)家在這項(xiàng)由國家科學(xué)基金會(huì)資助的研究中的合作。
蚱蜢是草原上的富裕消費(fèi)者，草原是一種棲息地，覆蓋30%以上，也是大多數(shù)人類農(nóng)作物的來源。韋爾蒂和她的同事發(fā)現(xiàn)，植物質(zhì)量的下降也引起了全球人類食物供應(yīng)的警覺。
韋爾蒂說：“植物營養(yǎng)濃度的下降對(duì)包括人類在內(nèi)的所有以植物為食的動(dòng)物構(gòu)成了挑戰(zhàn)。”
基于OU的研究增加了越來越多的證據(jù)，表明一些昆蟲種群正在大幅減少。這樣的長期數(shù)據(jù)并不多見，但卻是美國國家科學(xué)基金會(huì)LTER(長期生態(tài)研究)站點(diǎn)的主要功能，包括Konza Prairie(堪薩斯州東北部的一個(gè)大型保護(hù)草原保護(hù)區(qū))，它提供了這項(xiàng)研究的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
韋爾蒂說：“令人驚訝的是，這個(gè)大規(guī)模的原生草原保護(hù)區(qū)的蝗蟲數(shù)量正在減少?！薄斑@片草原似乎是蚱蜢草穩(wěn)定的主要棲息地，但即使在這里，我們?nèi)匀豢吹矫磕?%的下降?！?
蝗蟲在孔扎調(diào)查了近30年，對(duì)這一重要昆蟲群進(jìn)行了罕見的詳細(xì)分類。
這項(xiàng)研究是獨(dú)特的，不僅在記錄的長度上，而且在威爾特和她的同事使用的一套復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具上，這是蝗蟲對(duì)人口的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)因素。
韋爾蒂說：“我使用了地質(zhì)學(xué)家開發(fā)的工具來觀察軌道周期，確定周期模式，并了解厄爾尼諾等氣候波動(dòng)如何影響蝗蟲的數(shù)量?！?
邁克爾卡斯帕里是牛津大學(xué)文理學(xué)院喬治林恩克羅斯的教授，也是這項(xiàng)研究的資深作者。
卡斯帕里說：“當(dāng)一些人看這些數(shù)據(jù)時(shí)——每年蚱蜢的數(shù)量波動(dòng)很大——他們只能看到噪音，韋爾蒂博士有工具和見解來揭示數(shù)據(jù)中的音樂。”“音樂包括降水和溫度的五年周期，這促進(jìn)了蚱蜢數(shù)量和它們所依賴的植物數(shù)量的變化?！?
韋爾蒂和她的同事們的第二個(gè)發(fā)現(xiàn)——盡管植物的生長幾乎翻了一番，但植物的質(zhì)量卻在下降——突出了營養(yǎng)稀釋的矛盾本質(zhì)。
卡斯帕里說：“溫室氣體二氧化碳正在加熱地球，酸化海洋，但它也是植物糖、淀粉和纖維素的主要成分?！爱?dāng)我們抽出充滿二氧化碳的大氣時(shí)，我們將種植更多的植物。然而，因?yàn)闆]有更多的養(yǎng)分可以施肥，每一種動(dòng)物的營養(yǎng)價(jià)值都被稀釋了。一口一口地吃草，草原為蝗蟲提供的食物越來越少。因此，他們的衰落?！?
昆蟲減少的新原因尤其成問題。
“我們?cè)谶@項(xiàng)研究中提出的蝗蟲下降機(jī)制——植物質(zhì)量隨著大氣中CO2含量的增加而下降——預(yù)計(jì)將在全球范圍內(nèi)對(duì)食草動(dòng)物構(gòu)成最大的挑戰(zhàn)。值得注意的是，此前已有大量研究證明，昆蟲的衰退是由另一種食草動(dòng)物(蝴蝶和飛蛾)引起的，但這些論文中很少有發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致這種衰退的機(jī)制。”
全球二氧化碳的增加凸顯了對(duì)世界上最大的動(dòng)物(植物育種者)的潛在威脅。
卡斯帕里說：“最近，‘綠色地球’已經(jīng)成為應(yīng)對(duì)氣候變化的工具。”“我們表明，雖然種植植物確實(shí)可以幫助清除大氣中的二氧化碳，但這些植物可能會(huì)變得越來越有營養(yǎng)，但營養(yǎng)越來越少。人們似乎通過燃燒化石燃料，把我們所有的羽衣甘藍(lán)都變成了卷心萵苣：它仍然可以食用，但維護(hù)得越來越少。”
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