废弃的田地保留着犁的痕迹数百年:草长得更高,但失去了多年生植物

编辑者: An goldy

一片废弃了几十年的田地,看起来像普通的草地:绿草在风中摇曳,大自然似乎完全收复了这片土地。但仔细观察植物,情况就会明显复杂得多。在这些地块上,高大、生长侵略性强的物种占主导地位,而构成未受干扰的草原和草地的特征的缓慢生长的多年生植物几乎消失了。

一项综合了六大洲31项科学研究数据的全球性研究显示,古老的草地和废弃的耕地之间存在持久的差异。在未受干扰的草地中,多年生植物构成了植物区系的主要部分,确保了生态系统的稳定性。在以前的耕地上,情况则不同:物种组成向一年生和快速生长的物种倾斜,而本地多年生植物的比例显著下降。研究表明,次生草地支持的植物物种比原始未受干扰的草地少37%,恢复原有的多样性至少需要一个世纪,通常需要数千年。

差异在于基本的生长策略。古老草地的植物节约地投资资源:叶片坚硬,氮含量低,生物量积累缓慢,但耐受力强——抵御干旱和放牧的能力是它们与生俱来的。在废弃的耕地上,具有完全不同策略的物种获胜:叶片薄,富含氮,快速获取光照和土壤。这些植物似乎更积极地占据空间,但代价是长期稳定性。

高度仍然是耕作最持久的标志。即使在三百年前被遗弃的地块上,草也明显比邻近未受干扰的草地高。其他特征——种子大小、叶片厚度——随着时间的推移会趋于平缓并失去差异,但高度优势却以惊人的坚持保留下来。这意味着耕地土壤的记忆记录在植物的形态中,并且不易抹去。

古老的草地不仅物种组成不同,而且多样性也不同。它们共存着高大的禾本科植物,如Andropogon gerardi——一种在北美草原上占主导地位的强壮多年生植物——以及低矮的灌木,形成了多彩、多层次的景观。在以前的田地上,物种集合更窄,快速生长的植物有条不紊地排挤缓慢生长的竞争者,简化并贫化了群落结构。

草地恢复通常依赖于商业种子混合物。这很容易,但有副作用:混合物主要由快速生长的物种组成,因此以这种方式创建的群落并不能重建原始草地,而只是重复了自然演替中自发出现的相同变形版本。因此,恢复有可能使错误永久化,而不是纠正它。

研究作者强调了一个关键观点:要恢复原来的面貌,需要有目的地、足量地引入缓慢生长的多年生植物——正是那些自然不会在受干扰土地上定殖的物种。没有这种有意识的干预,田地仍然在视觉上“绿色”,但在生态上已经完全不同。自发恢复需要数百年,有时甚至数千年,而这需要付出努力。

关于土壤碳储量的疑问仍然悬而未决——大多数研究集中在植物的地上部分。古老草地多年生植物的深根和长寿策略,可能以不同于废弃耕地上快速生长的草的表层根的方式固存和积累碳。这意味着,不仅生物多样性面临风险,土壤作为碳库的容量也面临风险——这是不忽视持续数百年差异的另一个原因。

废弃田地里的草长得更高更快,但这已不是犁耕之前的草地。差异持续数百年,恢复时需要自觉、有目的性的干预。大自然在这里不仅仅是退缩——它在转变,而自我修复比人们可能希望的要慢得多。

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来源

  • Abandoned farmland can remain altered for centuries even when grasslands return | Earth.com

  • High plant diversity and slow assembly of old-growth grasslands

  • Big Bluestem, Andropogon gerardi

  • Rapid recovery of the vegetation diversity and soil fertility after cropland abandonment

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