生物多样性热点的长期恢复取决于在正确的时间将种子送到正确的地方

在恢复北美一些生物多样性最丰富和最受威胁的生态系统的竞赛中，直接的第一步可能是最重要的一步之一。新的研究表明，退化的稀树草原生态系统可以从本地林下植物的单次播种中获得持久的惠益。该研究本周发表在PNAS杂志上，强调了即使是短暂的有针对性的土地管理的长期价值，以恢复休耕农田和其他因数十年或数百年人类活动而伤痕累累的景观。

这项为期八年的实验由威斯康星大学麦迪逊分校和密歇根州立大学的一组科学家领导，以长叶松稀树草原生态系统历史范围内的三大片联邦土地为中心。在欧洲人到来之前，长叶松稀树草原占据了美国东南部的部分地区。

这个生物多样性热点曾经占地约90万英亩，但已基本消失。非洲大陆的长叶松稀树草原只剩下不到5%，而且大部分仍然存在的是过去未受破坏的生态系统的阴影。

“在一个高质量的长叶林中，你可以在一平方米内找到30多个物种。这太不可思议了，“威斯康星大学麦迪逊分校生态学教授约翰·奥洛克说。Orrock和威斯康星大学麦迪逊分校教授EllenDamschen，生态学家和保护生物学家，与密歇根州立大学的LarsBrudvig一起领导了这项研究。

研究人员进行实验的长叶林开始时，植物种类明显少于未受破坏的地区所包含的植物物种。

但是，在评估了230多个地点后，该团队选择了48个符合特定参数的地点。这些标准使他们能够衡量落下的松针深度或树木之间的间距等因素是否会对本地林下植物在播种后是否可以建立或持续存在产生可测量的影响。

一旦研究人员确定了他们想要的地点组合，他们就将除草剂涂抹在其中一些部位，然后用他们在当地收集的大约二十几种本地非木本植物的种子种植它们，包括高铁草和甜菊科植物。在八年的时间里，该团队定期返回，记录每个物种在建立过程中的成功程度，以及至关重要的是，它们年复一年地坚持了多少。

他们发现，针深、树间距、季节温度和降水等因素确实对播种的初步成功有一定影响，包括发芽和健康幼苗的建立。

具体来说，较冷和较湿的条件促进了更好的建立，较浅的针深和树木之间的间距也更大。后一种条件反映了生态系统的自然状态，即周期性的低强度野火会烧毁落叶和树苗。研究小组发现，先发制人的除草剂施用并没有明显影响建立。

一旦稀树草原植物的多样化林下建立起来，其长期持久性相对不受环境因素的影响-只有一个例外。生长季节高峰期温度较高与某些物种的长期生存率较差有关，表明气候变暖构成的一种威胁。

除了强调气候变暖的风险外，长期研究的结果表明，单一添加本地种子可以产生持续多年的明显益处。研究人员乐观地认为，他们的结果可以帮助土地管理者将有限的资源用于最有可能成功的恢复策略，特别是因为他们的研究有助于确定添加种子的最佳地点和时间。

“我们可以为保护或恢复从业者定制这些实验的信息，”Orrock说。“根据您的网站情况，我们实际上可以为您提供更好的信息，以增加您成功恢复这些植物物种的可能性。

虽然这些结果最适用于长叶松稀树草原生态系统，但它们可能对管理类似的生态系统有用，例如曾经主导威斯康星州和中西部大片地区的橡树稀树草原。

“我在威斯康星州东南部的高草草原和橡树稀树草原以及长叶松树草原的工作中看到了很多相似之处，”Damschen说。“事实上，许多物种是相同的，主要的植物家族也非常相似。

展望未来，Orrock和Damschen表示，他们希望更好地了解物种甚至单个植物的特征，这些特征可能有助于它们发芽并建立健康的幼苗。这种类型的知识对于处理与气候变化相关的新的和迅速发展的环境条件的土地管理者特别有用。