草原生态系统被破坏的原因是什么

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。