生物燃料新发现：多样化庄稼促进生态友好的蚂蚁生态系统
海湿·编者按
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，近日发表在《前沿保护科学》（Frontiers in Conservation Science）期刊上的一项研究，通过比较不同生物能源耕作系统中的蚂蚁群落，揭示了植物多样性对蚂蚁数量、多样性和功能的显著影响。研究利用密歇根州的实验区域，包括10种专门用于生物能源耕作的作物，发现在植物多样性较高的复杂多植物种植系统中，蚂蚁数量更多、种类更丰富，功能更为多样。相对而言，简单的年作物系统中的蚂蚁群落相对较低。这一发现强调了在追求生物能耕作可持续性的过程中，平衡植物种植系统和管理方式的重要性。生物能耕作虽然被认为是一种可再生能源，但作物系统的选择对生态系统和生物多样性有着复杂的影响。因此，通过深入了解植物多样性对蚂蚁群落的影响，可以为实现生物能耕作的可持续发展提供关键见解，促进生态和环境的保护。编译分享如下，供国内学者和感兴趣的读者参考。
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随着全球寻找未来能源的努力，可再生燃料，尤其是生物质能源，成为一个常见的选择。然而，简单地大量种植相同类型的生物质能源并不可持续，这将对土地和生物造成不可逆的伤害。
近日，《前沿保护科学》发表的这项有关生物能源种植系统对蚂蚁群落的影响的研究，通过比较不同生物能源种植系统中的蚂蚁群落，发现植物多样性对蚂蚁群体的丰富度、多样性和功能多样性产生着显著影响。这项研究由美国密歇根州立大学（Michigan State University）的Nathan L. Haan（内森·L·汉恩）博士领导。这一研究突显了寻找种植更可持续的作物的重要性，以生产更环保的燃料。
蚂蚁在草地和农田生态系统中是丰富且有影响力的参与者。它们可以是重要的捕食者、种子传播者和土壤工程师。“如果我们的很大一部分景观都用来种植燃料作物，蚂蚁是研究昆虫群落如何在不同作物之间有所不同的首要人选，”Haan解释道。
上图：蚂蚁在自然中扮演着重要的角色，常常既是虫害控制者、又是土壤工程师，对生态系统结构和功能产生积极影响。摄影：Linda Wong ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）
为了深入了解生物质能源作物对生态系统的影响，特别是对蚂蚁群体的影响，研究人员在密歇根州的一个实验区域中调查了10种生物能耕作系统（一个长期实验阵列）。这些系统包括年作物（玉米和两种苏丹草）、简单的多年生系统（两种高羊茅、芒草和本地草混合）以及多植物种类的多年生系统（重建的草原、演替性志愿植被和与杨树的短轮换采伐系统）。
研究人员捕获了近10,000只、属于22个物种的蚂蚁。在复杂的生态系统中，蚂蚁执行更多功能角色，例如捕食者或种子传播者，而在简单系统中则较少。物种丰富度在多样化系统中最高，在简单系统中最低。这些群落组成也有所不同：一些常见的蚂蚁物种在所有耕作系统中都找得到，然而，较为罕见的物种，仅出现在具有植物多样性的多年生系统中。
研究团队运用了多种统计分析方法，其中包括置换多元方差分析（简称PERMANOVA），用于比较不同作物系统中蚂蚁群落的差异。同时，还利用了非度量多维标度法（NMDS）进行数据可视化，以直观呈现蚂蚁群落在多维空间中的差异。
（上图：非度量多维标度法展示了不同作物系统中蚂蚁群体的差异（三维解决方案；压力=0.13）。每个点代表一个样地的群体（18个48小时的捕获事件），点之间的距离与Bray-Curtis群体差异成正比。点的颜色按处理方式进行编码。连接每个处理的点到广泛的作物系统类别的均值轴分数的线条说明，年作物中的群体彼此相似，与复杂的多年生系统形成对比，而简单的多年生系统的组成则处于两者之间。来源：Haan NL等）
研究发现，种植不同的生物质能源作物会明显影响周围的蚂蚁群体。在那些年年重复种植、植物种类相对较少的地方，蚂蚁群体相对来说比较少，也比较简单。相反，在那些植物种类比较多的复杂多年生系统里，蚂蚁群体更加丰富、多样化，它们还能发挥更多的生态功能。
研究结果显示，植物种类的多样性对于维持健康的蚂蚁群体至关重要，尤其是在那些复杂多年生多植物系统中。这些发现有助于我们选择更加可持续的生物能源作物，不仅能够减缓生物多样性的流失，还能改善整个生态系统的结构和功能。
生物燃料新发现：多样化庄稼促进生态友好的蚂蚁生态系统。版权：©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）
这项研究不仅为科学家提供了深入了解生物能源作物与蚂蚁群落之间关系的机会，同时也为未来的可持续发展提供了重要的启示。通过全面考虑植物多样性，我们能够更好地平衡能源需求和生态系统的健康。通过更科学地规划未来的能源发展，可以确保环境的可持续性和对生物多样性的有效保护。
密歇根州立大学的Nathan L. Haan博士指出，这项研究为未来的生物质能源种植提供了重要的指导。深入了解不同作物对蚂蚁群体的影响，将有助于制定更为科学、可持续的生物质能源发展策略。这不仅有助于满足能源需求，同时也能最大限度地保护生态系统的平衡和生物多样性。
研究全文参见：Haan NL, Helms JA, Landis DA. Bioenergy cropping systems shape ant community composition and functional roles. Front Conservat Sci. 2024. Doi: 10.3389/fcosc.2023.1283225
Q1: 植物多样性如何在生物能耕作系统中影响蚂蚁群落的数量和多样性？
Q2：在追求生物燃料可持续发展的过程中，如何在不同庄稼种植系统中找到最佳的植物多样性平衡？
Q3：多样化的庄稼是否能够成为降低生物能耕作系统中生物多样性损失的关键因素？
Q4: 在生物燃料生产中，如何平衡庄稼的生产力与对生态系统的保育价值，以实现更可持续的燃料未来？
海洋与湿地
OceanWetlands
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来源 | 《前沿保护科学》期刊
编译 | Wendy
审核 | Moretti
排版 | Moretti
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【本文参考资料】
1.https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcosc.2023.1283225/full
2.https://www.technologynetworks.com/applied-sciences/news/more-plant-biodiversity-more-ants-38304
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