在恢复北美一些最具生物多样性和受威胁的生态系统的竞赛中，直接迈出的第一步可能是最重要的一步。

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好处。 本周发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS) 上的这项研究强调了即使是短暂的有针对性的土地管理爆发对于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的长期价值。

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的为期八年的实验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地区曾经占地约 9000 万英亩，但现在已基本消失。 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影子。

“在高质量的长叶林中，您可以在一平方米内找到 30 多种植物。 这太不可思议了，”威斯康星大学麦迪逊分校的生态学教授约翰奥罗克说。 Orrock 和综合生物学教授、生态学家和保护生物学家 Ellen Damschen 与密歇根州立大学的 Lars Brudvig 一起领导了这项研究。

长叶林立于研究人员开展实验的地方，开始时种植的植物种类明显少于未受污染的大片植物。

但是，在评估了 230 多个地点之后，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诸如落下的松针深度或树木间距等因素是否会显着影响本地林下植物在播种后能否建立或持续存在。

一旦研究人员确定了他们想要的混合地点，他们就会在部分地点施用除草剂，然后将它们全部种植在当地收集的大约两打本地非木本植物的种子中，包括高铁草和甜黄花。 在八年的时间里，该团队定期回来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，它们年复一年地持续存在的情况。

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

具体来说，更凉爽和更潮湿的条件促进了更好的建立，更浅的针刺深度和更大的树木间距也是如此。 后一种情况反映了生态系统的周期性低强度野火的自然状态，这种野火会烧毁落叶和树苗。 该团队发现先发制人的除草剂应用并没有显着影响建立。

一旦多样化的稀树草原植物林下植被建立起来，其长期存在就相对不受环境因素的影响——只有一个例外。 生长季节高峰期间的较高温度与某些物种的长期生存较差有关，这表明气候变暖构成了一种威胁。

除了强调气候变暖的风险外，长期研究的结果还表明，一次添加本地种子可以带来持续多年的明显好处。 研究人员乐观地认为，他们的研究结果可以帮助土地管理者将有限的资源用于恢复策略，从而获得最大的成功机会，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。

“我们可以为保护或修复从业者定制这些实验的信息，”Orrock 说。 “根据您的站点情况，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的背景，但它们可能对类似生态系统的管理有用，例如曾经主宰威斯康星州和中西部大片地区的橡树稀树草原。

“我看到我们在威斯康星州的高草草原和东南部的橡树稀树草原和长叶松稀树草原所做的工作有很多相似之处，”Damschen 说。 “事实上，许多物种是相同的，主要的植物科非常相似。”

展望未来，Orrock 和 Damschen 表示，他们希望更好地了解物种甚至个别植物的特征，以帮助它们发芽并长出健康的幼苗。 事实证明，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。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南留学态度观点。