加州火灾后，入侵物种威胁本地原生植物
编·者·按
汽车尾气中的氮氧化物，是氮沉积的主要来源之一，城市中汽车尾气带来的氮沉积对于本地植物的影响是一个常备忽视的话题。“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到一项最新研究，由美国加州大学戴维斯分校植物科学系的助理教授贾斯汀·瓦利尔领导的一项新研究揭示了在圣塔莫尼卡山脉，原生野花在山火后失去生机的问题。这一研究于2024年发表在《Global Change Biology》期刊上。该研究指出，原本能够在火灾后迅速恢复的原生植物，如今却面临城市烟雾和外来杂草的双重威胁，其中包含了汽车尾气中的氮，导致生态系统失衡。研究人员通过模拟洛杉矶雾霾中的氮沉积发现，往土地上加入氮后，导致了原生植物数量的大幅减少。这项研究有助于我们更好地了解城市化和空气污染可能对生态系统带来的潜在威胁。为助力全球环境治理、并供我国学者了解最新研究动态信息，编译分享信息如下，供感兴趣的读者们参阅。
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在美国的加利福尼亚圣塔莫尼卡山脉，春天来了，山上本地的野花绽放，不仅给小虫提供了美餐，还有助于保持土壤健康、净化渗入地下的水。而这时的山脉，色彩斑斓，真是美不胜收！
但是，由美国加州大学戴维斯分校的植物科学助理教授贾斯汀·瓦利尔领导的这项最新研究表明，受到车辆尾气氮沉降的土地上，原生野花和其他植物在火灾后的生长受到阻碍，而被入侵植物取而代之。
"火灾后的很多本土植物对火灾有依赖，有些甚至完全依赖于它。我们发现，这些依赖火灾的物种在面对氮污染和入侵植物的双重威胁时可能特别脆弱。" 瓦利尔说。这是山区原生植物逐渐减少的部分原因。
上图：在2013年9月，在南加利福尼亚圣塔莫尼卡山脉经历了春季大火几个月后，由贾斯汀·瓦利尔领导的研究团队开始设置实验区，以研究侵入性杂草和空气污染如何影响野火后通常会繁茂的本地植物的恢复。他们的实验旨在模拟来自邻近洛杉矶汽车尾气的氮的影响。（贾斯汀·瓦利尔，美国加州大学戴维斯分校）
原生植物面临的问题就像是银行账户被取走一样：提取的资金没有补充。火灾是一个重要的生态过程，火焰烧毁地表的植物并将养分返还到土壤。植物的种子在土壤中等待下一场雨水的到来，然后利用这些养分生长。
然而，入侵植物相对于本土植物有很多优势。它们经常更早地发芽、生长更快并产生更多的种子，同时能够耐受干旱。
氮是每个植物营养的重要组成部分。它们从车辆尾气中飘上来并落到地面，得到了一次性的施肥。但是，入侵者利用氮和其他养分更快地生长，赢得了争夺水分和阳光的竞赛。结果是，更少的本土植物达到成熟状态，产生的种子更少，无法维持其种群的繁荣。
瓦利尔和他的同事通过在山区设置试验地块，模拟了2013年春季的火灾和洛杉矶雾霾的氮沉降，研究了这些影响。研究发现，氮的添加使得在火灾后本应繁茂的本土植物在经过三年的研究后，其覆盖面积下降得更快，特别是在添加了氮的地块中。
具体来说，研究发现氮添加对植被参数、本地灌木和草本植被、非本地一年生和多年生草本植被，以及植物群落动态都产生了显著的影响。尤其在野火后的第二个生长季节，即2015年春季，这些影响表现得最为显著。研究还指出，氮添加导致了非本地草本植被的显著增加，尤其是在先前未入侵的区域。此外，非本地一年生和多年生草本植被在氮添加下也表现出不同的动态。植物群落组成的分析进一步揭示了氮处理和入侵状态之间的显著差异，尤其是在入侵状态和氮处理对本地植物物种的影响上。
“每个种子只有一次开花和繁殖的机会，”瓦利尔说。“如果一个种子发芽并被其他植物竞争，那么这颗种子就失去了补充种子库的机会。”而在没有机会补充“银行账户”的情况下，原生植物将会死亡，生态系统将失去平衡。
"生物多样性中存在固有价值，" 瓦利尔说。“这些侵入的杂草可能阻止火灾后原生灌木的重新建立，有时甚至永久改变植物群落。”
原生植物的丧失可能对更大的环境产生连锁效应，包括依赖这些花朵的原生蜜蜂的丧失以及雨水使山坡不稳定时引发的泥石流。在类似地区，火灾后生物多样性蓬勃发展的地方，包括地中海盆地、南非和澳大利亚的一些地区，空气污染也威胁到原生植被。
瓦利尔警告说，城市雾霾的加入“可能对全球火灾多发生态系统的生物多样性产生严重后果。”
感兴趣的读者可以读该文全文：
Valliere JM, Irvine IC, Allen EB. Nitrogen deposition suppresses ephemeral post‐fire plant diversity. Global Change Biology. 2024;30(1):e17117. doi: 10.1111/gcb.17117
来源 | 美国加州大学戴维斯分校、Global Change Biology
编译 | 王芊佳
审核 |Maggie
思考题 | 举一反三
Q1. 城市雾霾的加入将对全球火灾多发生态系统的生物多样性产生怎样的严重后果? Q2. 如何平衡火灾后入侵物种和原生物种对生态系统的影响？ Q3. 如避免原生植物遭受破坏？ |
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排版 | 绿叶
【参考资料】
https://www.ucdavis.edu/climate/news/car-fumes-weeds-pose-double-whammy-fire-loving-native-plants
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