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科研动态|干旱使植物更强大?厦大团队揭晓其中奥秘 !
发布时间:2022年06月09日 点击数:

近日,一支由厦门大学、瑞士和德国多所研究机构组成的科研团队发现,没能“杀死”植物物种的干旱,能使不同植物物种更好地协同应对干旱。该研究为生态系统如何响应和适应愈加频繁的极端气候事件提供了新见解。

今天,这项研究成果在线发表在国际顶尖学术期刊《自然》旗下的子刊《自然-通讯》。厦门大学环境与生态学院陈宇新副教授是论文的第一作者兼通讯作者。

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“那些杀不死我们的,终将使我们更强大”,这句出自哲学家尼采的名言,寓意着挫折历史可以促进个人成长。那么自然生态系统是否也具有类似的“逆境历史效应”呢?

该研究团队开展的长期草地实验研究,对这一问题进行了探索。他们在野外种植了80个草地群落,每个群落400平方米。每年夏季,他们对其中的部分群落进行连续6周的干旱处理。

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实验中的温室

实验进行了8年后,他们再收集起这些植物的种子,栽培在温室约1000个花盆里,并重新模拟了一次极端干旱的环境。最终发现——

与那些一直享有充沛水分的植物的后代相比,经历过多次干旱“磨练”的植物的后代在遭遇干旱后恢复得更快,但这种效应只有在混种的情况下才比较明显。

“混种”,指的是将两个不同物种的植物种在一起。

为什么混种在一起的植物能更好地应对干旱?陈宇新和团队成员分析其背后的原因,可能与“种间互补性”有关。

遭遇多次干旱后,种在一起的不同植物似乎默契地“达成了某种协议”,从原本全力争夺资源的竞争关系变为相互让步的关系,它们对资源的偏好发生了差异,以求共同生存下去。

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论文配图

倒推可知,如果生物多样性增加了,物种间的互补性也会增强,从而生态系统功能也更加稳定。

陈宇新说,“这提示了我们,只有保护好当下的生物多样性,才可能更好地应对未来的全球气候变化。”

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实验中的植物

论文的共同通讯作者,瑞士苏黎世大学的Bernhard Schmid教授解释道,“研究结果意味着,若想提高生态系统对未来气候的适应性,不同的植物物种必须共同经历极端气候事件的考验。因此,我们的结果对于气候变化下的生物多样性保护具有重要意义。”

其实,在“植物生态学”这条研究道路上,陈宇新已经坚持了11年。全球变化的大背景下,他将自己的研究重心聚焦于生物多样性的维持与功能等全球问题。

“生命的纷繁多姿让我惊叹且为之着迷,能否发现一些简单却重要的机制,化繁为简,这是我一直想要实现自我突破的地方。”

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陈宇新在武夷山开展森林生物多样性调查

对于本项研究,他用了四个字来形容这几年的实验工作——“很累、很美”。

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植物的装土、萌芽、移栽过程

实验中,陈宇新亲手培育了约1000盆植物。幼苗小且脆弱,移栽时一不小心就会夹坏,因此培育的过程需要十分耐心,经常弯腰一坐就得大半天。

但亲眼见证了几千株植物从种子变成萌芽,再茁壮生长,陈宇新更为生命之美所震撼。

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陈宇新在实验大棚

“这项研究前后延续了近10年,是来自不同单位的几代师生接力完成的,并且现在还在持续。未来也希望有更多人‘接力’参与到生态学研究中来。”陈宇新说。


文:曾文萃

图:由受访者提供

责任编辑:曾鹏

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