用火恢复支离破碎的草原景观

导读 虽然火可以杀死一些植物,但许多植物需要火才能生存和开花。像高草草原这样的整个栖息地都依赖于火灾,历史上每年火灾都会烧毁北美数千英亩

虽然火可以杀死一些植物,但许多植物需要火才能生存和开花。像高草草原这样的整个栖息地都依赖于火灾,历史上每年火灾都会烧毁北美数千英亩的草原。

如今,火灾是管理草原和保护本土植物多样性的重要工具。在大型保护区,我们知道火会减少遮荫,影响土壤,并提高种子产量。但是散布在中西部的小片草原又如何呢?

《美国国家科学院院刊》上发表的新研究着眼于火灾如何影响孤立的草原残余物的授粉,这对植物和传粉媒介至关重要。

来自明尼苏达大学和芝加哥植物园内高尼植物保护科学与行动研究所的科学家调查了火灾如何刺激开花和授粉,以及火灾的影响在多大程度上取决于种群规模。

在对狭叶紫锥花(一种俗称窄叶紫金光花的草原植物)进行的为期六年的研究中,研究人员追踪了明尼苏达州西部35个种群的6,357个个体,其大小从3到近4,000株成年植物不等。研究人员在22次实验性燃烧前后测量了开花效果和结果,以了解火灾如何影响大小种群的植物繁殖的不同阶段。

研究人员发现:

火灾对北美大草原植物繁殖的有益影响取决于植物种群的规模。

无论草原大小,春季火灾后夏季开花都会增加。相比之下,小种群(30-100只)的授粉和种子产量增加最多。

火灾后,人口较多的种子产量大幅增加,但人口最少的人却没有获得任何好处。

“种子生产取决于繁殖努力和授粉,”密歇根大学博士后研究科学家、该研究的合著者艾米·瓦纳宁(AmyWaananen)说。“蜜蜂最有可能在附近同时开花的植物之间传播花粉。在小种群中,即使在火灾之后,当更多的个体可能开花时,潜在的配偶可能仍然很少而且间隔很远。”

窄叶紫锥花原产于密西西比河和落基山脉之间的高草草原,范围从德克萨斯州到加拿大。研究人员使用这种植物作为模式生物来研究草原上的多年生植物。相关物种(例如紫锥菊和观赏品种)通常种植在花园中并用于传统医学。

“土地管理者决定燃烧哪些草原以及燃烧它们的频率。我们的研究结果有助于指导这些决定。特别是,我们了解到规定的燃烧确实可以帮助较少的人口,”瓦纳宁说。“尽快采取行动保护物种非常重要。如果种群数量变得太少,火灾可能无法将其带回来。”