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较高的二氧化碳水平使植物不那么营养和伤害昆虫种群

该研究简介是一个有趣的学术工作的简短。

大想法

蚱蜢种群,像许多其他昆虫那样的群体,正在下降。我的同事和我确定了一个新可能的罪魁祸首:由于空气中的二氧化碳水平增加,植物蚱蜢依赖于食物的营养变得不那么营养。

不断增加的二氧化碳水平在大气中往往通过向额外碳提供促进植物生长。但所有添加碳都是挤出其他营养素植物饲养者 - 例如昆虫和人们 - 需要茁壮成长。这些快速生长的植物最终含有少量核心,如氮,磷和钠 - 更像冰山莴苣而不是羽衣甘蓝。

堪萨斯州受保护的草原Konza Prairie是一个独特的研究面积:数十年的数据和最小的人类影响力。
在我们在堪萨斯大草原的研究地点,我和我的同事展示了在超过40种蝗虫中,总人口每年跌幅超过2%。这导致过去二十年的蚱蜢数量减少了大约三分之一。这些人口平行下降草原营养素下降。由于许多原因,蚱蜢群体变为年龄,但我的同事和我认为二氧化碳升高造成的植物营养素稀释是最有可能的下降。

这就形成了我们所说的“营养稀释假说”:二氧化碳的增加使植物每咬一口都变得营养不足,昆虫为此付出了代价。

为什么重要

迄今为止的生态学家专注于农药使用和原生栖息地的丧失作为昆虫下降的原因。

这些因素不太可能大型原生草原保护区我工作的地方。然而,每年2%的蚱蜢下降我们的研究发现,令人惊叹类似于来自全球长期研究报告的2%的下降飞蛾和蝴蝶,谁的年轻毛毛虫 - 也是贪婪的植物饲养者。

这些快速生长的植物最终含有少量核心,如氮,磷和钠 - 更像冰山莴苣而不是羽衣甘蓝。

其他因素,如农药使用和栖息地破坏,当然在许多地方伤害昆虫种群。但由于二氧化碳在全球范围内越来越大,我的同事和我怀疑营养稀释很可能在原始和退化的生态系统中对众多栖息地进行植物昆虫的坏消息。随着昆虫是所有陆地食物网的关键部分,他们的损失影响来自植物到鸟类的许多其他生物

我们如何工作

Konza Prairie是东北堪萨斯州的一个受保护的草原,自20世纪80年代初以来,研究人员在那里收集了草地,昆虫和动物的数据。我的同事和我依赖于这段长期的数据和物理样本,从过去几年来执行我们的研究。

蚱蜢数字在大约五年的周期上波动,遵循气候变化,如厄尔尼诺南方振荡。拥有数十年的数据集,允许我的同事和我清楚地将这些周期分开,从长期人口下降,看看CO2水平如何播放一部分。

这种数据令人惊讶的是罕见的,这导致了对昆虫的无处不经的争议。Konza Prairie(NSF资助的一部分)等网站长期生态研究网络)在记录地球变化的生态系统方面是在前线。

随着时间的推移,关于昆虫数量的可靠数据仍然相当少,问题仍然多于答案。全球生态系统中的营养稀释程度如何?

仍然不知道?

CO2的营养稀释是一个引人注目的假设,为什么发生普遍的昆虫下降。我们的数据Jibes与其他实验,将CO2泵入生态系统和推动植物营养素和昆虫生长

但随着时间的推移,昆虫数的稳健数据仍然非常罕见,而且还有更多的问题而不是答案。全球生态系统中的营养稀释程度如何?植物喂养昆虫是否遭受最大的下降?哪些生态系统将是艰难的?

目前,我们生态学家缺乏大多数地球无脊椎动物物种的基本人口估计,这包括绝大多数动物多样性。

我怀疑如果CO2的营养稀释确实很广泛,它可能会影响地球生态系统和生物 - 包括人类 - 几代人,至少只要化石燃料燃烧和二氧化碳水平继续上升。

本文转载自谈话在创造性的公共许可证下。

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