地球与环境 2022-01-25 11:39

作者:哈里森·塔索夫

植物需要水才能生长。所以如果有水,难道不应该有更多的植物吗?加州大学圣巴巴拉分校和肯尼亚莱基皮亚市的姆帕拉研究中心的一项新研究表明,实际情况要复杂得多。

“你可能认为干旱地区的水源有更多的植物,”首席作者Georgia Titcomb说,他是加州大学圣巴巴拉分校的博士后研究员。“我们发现,在非常干旱的地方,食草动物为了水而来,践踏和吃植物,所以有更多的裸地或非常适应放牧的草坪草。”但这并不是草原上所有地方的情况。

研究人员在两年的时间里收集了水坑社区的数据,以调查食草动物的活动如何影响肯尼亚中部的稀树大草原上的植被。他们认为影响很大程度上取决于环境条件。他们的研究作为封面故事发表在《生态应用》杂志上。

Titcomb实际上是一名疾病生态学家,他对寄生虫和病原体在野生动物和家畜中的传播很感兴趣。她很好奇水源是如何聚集动物从而促进疾病传播的。她的结论是,理解这一点的关键一步是描述水源周围植物群落的特征,因为植物是许多寄生虫的重要载体,也是动物自身的重要资源。在一些初步的分析之后,Titcomb意识到这项研究将会加强之前在该地区进行的食草动物和植物生态学研究。

在两年的时间里,该团队共对17对地点进行了4次调查。他们将每个水源与1公里外具有类似环境条件的控制地点配对。研究人员记录了水坑周围和对照地点的植被多样性和高度,并根据粪便确定了食草动物的活动。他们还分析了每个地点土壤的营养成分和物理成分。

水坑周围的实地工作面临着许多挑战。例如,研究人员还必须适应野生动物。“例如,当大象经过时,我们不得不停止工作,让它们从水坑里喝水,”蒂特科姆回忆说。“这就像是,‘好了,所有人,离开样带线,去车上等着。’”

作者发现,食草动物对这些水源周围植物群落的影响因环境的不同而不同。在对植物有利的条件下,靠近水源的植物多样性增加。这可能是因为食草动物控制了原本会主导该地区的物种。这使得其他植物物种获得了立足点,即使这些动物确实在该地区吃了更多的植被。

An impala gazes on grass near some trees by a watering hole at Mpala

只有最顽强的物种才能在不那么有利的条件下生存。通常这些草会形成草地。

照片来源:弗格森和TITCOMB等人。

同时,在更干旱的条件下,水周围草食动物活动的增加导致植物和植物种类的减少。Titcomb怀疑这是因为在这些地区没有足够的资源让植物具有足够的适应性。只有最顽强的物种才能承受这些环境和压力。一般来说,这些是重要的草,它们形成了经常被野生动物和牲畜光顾的草地。

提特科姆说,这些发现是建立在以前对这些水源的研究基础上的,而以前的研究往往是在更干旱的热带稀树草原地区进行的。以往的研究普遍发现,水源周围的植物被剥夺,植物多样性被剥夺。本文对这些研究结果进行了扩展,表明这些植物群落是在一个基于环境条件的光谱上存在的。

Plains zebras nibble at some grass near a watering hole at Mpala

在更干旱的地方,裸露的地面是水坑的特征。

照片来源:弗格森和TITCOMB等人。

由于田野调查的性质,有许多相关因素作者无法在本研究中解开。水会聚集在特定的地方,影响土壤组成、养分和排水,这些都影响植物的生长。水也会吸引食草动物,反过来,当它们捕食或践踏植物时,会影响植物的生存。所有这些动力都是联系在一起的。

要弄清这些因素中每一个的独立作用,需要进行对照实验。然而,作者认为这项研究是了解这些系统的重要的第一步。

加州大学圣巴巴拉分校的生态学教授、合著者希拉里·杨解释说:“这项工作为动物运动和聚集模式的改变——比如动物在水坑的聚集——如何改变整个社区和生态系统提供了关键的见解。”“然而,它也表明,这些变化很难预测,影响的大小甚至方向可能会根据当地的环境条件,特别是气候而改变。”

“人类正在改变我们环境的每一个部分,”蒂特科姆补充说。“我们正在重新塑造景观,所以在考虑野生动物和家养动物的管理时,了解这些对植物群落的影响将非常重要。”

她指出,人类不仅在改变自然环境,我们也在改变生活在这些空间的食草动物的组成。对许多地区来说,综合利用——比如放牧和保护——是支持和保护野生动物及其生存环境的唯一可行方法。Titcomb解释说,在没有额外收入的情况下维持野生动物保护是非常具有挑战性的。这些发现可以为管理野生动物和牲畜提供信息。

Young说:“这样的工作——既考虑环境条件的变化,也考虑动物运动的变化——对于在这个全球变化的时代理解和管理生态系统至关重要。”