较高的二氧化碳水平使植物的营养减少,昆虫种群减少

较高的二氧化碳水平使植物的营养减少,昆虫种群减少 像世界上许多昆虫一样,这些蝗虫正在减少。 戴夫·林图尔, CC BY-ND

这个大想法

蚱hopper种群与其他许多昆虫一样, 正在下降。 我和我的同事们发现了一个可能的新罪魁祸首:由于空气中二氧化碳含量的增加,蚱grass赖以觅食的植物的营养有所减少。

不断增加的二氧化碳水平 在大气中倾向于 通过向植物补充碳来促进植物生长。 但是所有增加的碳是 挤出其他营养 植物饲养者(如昆虫和人)需要蓬勃发展。 这些快速生长的植物最终吸收的氮,磷和钠等营养物质密度降低,比无头甘蓝更像卷心莴苣。

较高的二氧化碳水平使植物的营养减少,昆虫种群减少 堪萨斯州受保护的草原Konza Prairie是一个独特的研究领域:数十年的数据和最小的人类影响。 埃伦·韦尔蒂, CC BY-ND

在堪萨斯州大草原的研究现场,我和我的同事们发现,在40多种蚱hopper中, 总人口以每年2%以上的速度下降。 在过去的二十年中,这导致了蚱hopper数量的整体减少了约三分之一。 这些人口的下降与 草地养分减少。 蚱hopper的数量每年都有变化,原因有很多,但我和我的同事们认为,二氧化碳升高引起的植物养分稀释是最可能的下降原因。

这加起来我们称之为“营养物稀释假设”:增加的二氧化碳使每口植物的营养减少,而昆虫为此付出了代价。

为何重要

迄今为止,生态学家一直致力于杀虫剂的使用和农药的使用以及自然栖息地的丧失。

这些因素不太可能 大型本地草原保护区 我在哪里工作 然而,我们的研究发现,蚱hopper每年下降2%,与全球长期研究报告的每年下降2%极为相似。 飞蛾和蝴蝶的幼虫-毛毛虫-也是贪食植物。

其他因素,例如杀虫剂的使用和栖息地的破坏,肯定是 伤害许多地方的昆虫种群。 但是,由于二氧化碳在全球范围内不断增加,我和我的同事们怀疑营养素的稀释对于原始和退化生态系统中众多生境中的食草昆虫可能是个坏消息。 由于昆虫是所有陆地食物网的重要组成部分,因此它们的损失 影响从植物到鸟类的许多其他生物.

我们如何开展工作

Konza Prairie是堪萨斯州东北部的一个受保护的大草原,自1980年代初以来,研究人员一直在收集那里的草,虫和动物的数据。 我和我的同事们依靠多年来的长期数据和物理样本来进行研究。

蝗虫数量在大约五年的周期内波动,该周期随气候变化而变化,例如 厄尔尼诺 南方涛动。 拥有数十年的数据集,使我和我的同事能够清楚地将这些周期与长期人口下降区分开来,并了解增加的二氧化碳水平如何发挥了作用。

这种数据出奇地少见,这引起了关于昆虫无处不在的普遍争议。 诸如Konza Prairie(NSF资助的一部分)之类的网站 长期生态研究网)是记录地球不断变化的生态系统的第一线。

较高的二氧化碳水平使植物的营养减少,昆虫种群减少 艳丽蚱hopper的版画(百子香)吃向日葵的叶子。 埃伦·韦尔蒂, CC BY-ND

什么还不知道?

二氧化碳对营养物的稀释是一个令人信服的假说,说明了为什么昆虫普遍大量繁殖。 我们的数据与其他将二氧化碳排放到生态系统和 降低植物营养和昆虫生长.

但是随着时间的推移,关于昆虫数量的可靠数据仍然很少,而且问题多于答案。 养分稀释在全球生态系统中的普及程度如何? 以植物为食的昆虫遭受的损失最大吗? 哪些生态系统受到的打击最大?

目前,我们的生态学家甚至缺乏对地球上大多数无脊椎动物物种(包括绝大多数动物多样性)的基本种群估计。

我怀疑,如果用二氧化碳对营养物进行稀释的确很普遍,至少在化石燃料燃烧和二氧化碳水平持续上升的情况下,它可能会影响下一代的地球生态系统和生物体,包括人类。

关于作者

生物学博士后Ellen Welti, 俄克拉何马大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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