Nature：施肥会破坏全球的草原生态系统

在2014年2月16日的《自然》（Nature）杂志上发表的一项最新研究中，美国明尼苏达大学的研究人员指出，对自然草原施肥，正对全球草原生态系统产生不稳定的影响。

　　

　　　美国明尼苏达大学的研究人员进行的一项最新研究表明，对自然草原施肥——有意或无意地作为全球农业和工业的副作用，正对全球草原生态系统产生不稳定的影响。这项研究利用一个全世界天然草原研究网站——Nutrient Network（营养物研究网络，简称NutNet），首次在自然发生的地点开展这样一种大型实验。
　　　这项研究由Yann Hautier带领，他是明尼苏达大学生态、进化和行为学系以及瑞士苏黎世大学进化生物学和环境研究所的Marie Curie研究员，该研究团队还包括明尼苏达大学的副教授Eric Seabloom、Elizabeth Borer，研究员Eric Lind，以及牛津大学植物科学系的Andy Hector。该研究成果发表在2014年2月16日的《自然》（Nature）杂志上。
　　　研究人员发现，由于不同步的植物生长，随着时间的推移，自然生态系统中的植物多样性会创建更稳定的生态系统。Seabloom称：“有时候这被称为资产组合效应。如果你在两个投资项目中都有资金，并且它们都是股票，那么它们将相互跟随，但是如果其中一个是股票，另外一个是债券，那么它们对整个经济的反应是不同的，相互之间则更容易平衡。”
　　　研究人员从每个研究地点收集了植物样品，然后进行排序、干燥和称量，以监测植物物种的数量和植物的总数，或随时间增长的“生物量（biomass）”。他们利用这一信息来量化物种多样性和生态系统稳定性。Hautier指出，我们惊人地看到多样性和稳定性之间的关系，以及与从人工草原（作为称为BioDepth的一项研究工作的一部分）收集数据的相似性，表明来自Nutrient Network天然草原的结果，可以通过人工草原结果进行预测。
　　　Andy Hector表示：“我们的研究结果着重强调，我们不仅仅需要考虑生态系统是如何产生的，也要考虑它们如何长期保持稳定，以及生物多样性与生态系统功能两个方面之间的关系。”
　　　研究人员还发现，当施加肥料后，草原多样性和稳定性降低。肥料有意施加在草原中以增加牲畜的饲料。因为氮——一种常见的化肥，会从农业、工业和化学燃料燃烧释放到大气中，所以施肥也无意中发生在世界上许多地方。降雨将氮从大气中带出来，施加到草原中，改变了植物物种的生长和类型。本研究将测量量的化肥施加在一部分研究地点，并测量了接下来发生的变化。
　　　Borer说：“我们发现，物种多样性的稳定作用丢失，当我们有更多营养物质进入那个系统时，就具有不够稳定的生态系统。”研究人员发现，这是由于更多的植物同步生长消除了“组合效应”。
　　　由于NutNet的形成，使得这项研究的开展成为可能。Borer和Seabloom带领一个科学家小组（他们创建了NutNet），将生态学研究方法标准化。NutNet是一种“草根竞选活动”，由那些贡献自己时间和资源的科学家们支持。现在，世界各地有75个地点，由参与NutNet实验的100位以上科学家管理。Hautier称：“这是一项伟大的工程，我很高兴成为其中一部分。”
　　　NutNet科学家们从这项为期3年的研究中收集了数据，测量了5大州41个地点的植物生长，因此研究人员相信，该结果具有全球效应。该研究团队最终希望继续实验至少持续10年的时间，来收集有关“植物物种多样性和生态系统稳定性、灭绝、物种入侵和世界草原中其它很多重要变化的长期发展趋势”的信息。（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Eutrophication weakens stabilizing effects of diversity in natural grasslands
Abstract：Studies of experimental grassland have demonstrated that plant diversity can stabilize productivity through species asynchrony, in which decreases in the biomass of some species are compensated for by increases in others. However, it remains unknown whether these findings are relevant to natural ecosystems, especially those for which species diversity is threatened by anthropogenic global change. Here we analyse diversity–stability relationships from 41 grasslands on five continents and examine how these relationships are affected by chronic fertilization, one of the strongest drivers of species loss globally. Unmanipulated communities with more species had greater species asynchrony, resulting in more stable biomass production, generalizing a result from biodiversity experiments to real-world grasslands. However, fertilization weakened the positive effect of diversity on stability. Contrary to expectations, this was not due to species loss after eutrophication but rather to an increase in the temporal variation of productivity in combination with a decrease in species asynchrony in diverse communities. Our results demonstrate separate and synergistic effects of diversity and eutrophication on stability, emphasizing the need to understand how drivers of global change interactively affect the reliable provisioning of ecosystem services in real-world systems.