一项对北美化石花粉样本的研究显示，植物的韧性可能降至1.3万年来最低水平。
研究人员利用新托玛古生态学数据库中的花粉数据，研究了过去2万年间该大陆的12种主要植物群系。
他们表示，如今的景观“再次表现出低韧性，预示着未来可能发生灭绝”。
一项新研究显示，北美植物群系韧性下降，可能为大规模灭绝埋下伏笔；自约1.3万年前冰川消退、人类到来以来，还未出现过这类灭绝。
这一警示来自一项研究，研究分析了取自该大陆358个地点的14,189份化石花粉样本。
如今的景观再次表现出低韧性，预示着未来可能发生灭绝
研究人员利用样本数据评估景观韧性，包括森林、草原等特定景观的存续时长（即驻留时间），以及它们在森林火灾等扰动后恢复得如何（即恢复能力）。
作者写道：“我们的研究表明，如今的景观再次表现出低韧性，预示着未来可能发生灭绝。通过增强本地连通性，并重点关注物种丰富度高、地貌多样的地区，制定旨在提升景观和生态系统韧性的保护策略，可以减轻这些灭绝风险。”
植物群系与大规模灭绝
据认为，这项研究首次对较长时期内群系的驻留时间和恢复时间进行了量化。研究人员利用新托玛古生态学数据库中的花粉数据，研究了过去2万年间北美的12种主要植物群系。
佐治亚理工学院生物科学学院及地球与大气科学学院助理教授珍妮·麦奎尔说：“我们发现，北美冰川消退使生态系统趋于不稳定，导致猛犸象、马和骆驼等大型食草动物难以获得食物。”
“这种不稳定，加上人类来到北美，形成了双重打击，导致该大陆大型陆生哺乳动物灭绝。”
研究人员发现，如今的景观韧性低于更新世巨型动物灭绝结束以来任何时期的水平。
“如今，我们看到景观韧性同样低下，也看到类似的双重打击：人类不断扩大活动范围，而气候正在变化的速度很快，”领衔这项研究的博士后研究员王悦说。“尽管我们知道存在一些能够减轻这些影响的策略，但我们的研究结果严正警示了自然系统易受灭绝威胁的脆弱性。”
通过研究花粉样本所代表的植物组合，研究人员发现，过去2万年间，森林比草原栖息地存续时间更长，平均为700年，而后者约为360年；但受到扰动后，森林重新建立也耗时更久，平均为360年，而草原为260年。
麦奎尔说：“这些发现有些出乎意料。我们原以为群系能存续得久得多，或许是数千年，而不是数百年。”
研究人员还发现，当气温快速变化时，森林和草原会迅速转变；如果生态系统中的植物生物多样性较高，它们恢复得最快。然而，并非所有群系都能恢复；研究发现，只有64%能恢复到原有的群系类型，而这一过程最长可达三个世纪。研究显示，北极生态系统恢复的可能性最低。
考察“景观韧性”
研究人员指出，景观韧性是指栖息地在受到扰动时持续存在或迅速恢复的能力，它有助于在气候和环境变化期间维持陆地生物多样性。
作者写道：“鉴于当今气候和土地利用快速变化，识别景观转变的速度与模式，以及景观韧性的驱动因素，对于维持自然系统和保护生物多样性至关重要。然而，在较短时间尺度上，韧性景观难以识别，因为扰动难以量化，生态系统转变也很少发生。”
与主流生态学理论相反，研究人员发现，花粉丰富度（表明物种多样性）并不一定与驻留时间相关。生态学理论认为，生物多样性通过增强“功能冗余”来提高生态系统韧性，使系统即便失去一个或多个物种，也能保持稳定。研究人员写道：“但物种丰富度不一定能反映功能冗余，因此可能与生态系统稳定性无关。”
这项研究使用了五种森林类型的花粉数据——森林苔原、针叶林/阔叶林、北方森林、落叶林和沿海森林；五种灌木/草本植物群系类型——北极植被、沙漠、山地植被、草原和地中海植被；以及两种无对应类型的群系——云杉疏林草原和混合疏林草原。
新托玛古生态学数据库包含化石花粉和孢子，它们广泛存在于湖泊和沼泽沉积物中。通过岩芯取样采集的样本涵盖了多种植物分类群，并跨越较长的时间段。
王悦说，尽管气候变化和人类对环境的影响不利于北美植物群系的未来，但仍有办法应对。
“我们知道，有一些策略可以减轻其中部分影响，例如优先保护能够快速恢复、生物多样性较高的地区，并增强自然栖息地之间的连通性，使物种能够随气候变暖迁移。”
这项研究发表于《全球变化生物学》。
这项工作得到了美国国家科学基金会的资助。本材料中表达的任何意见、发现、结论或建议均属于作者，不一定反映美国国家科学基金会的观点。
来源：佐治亚理工学院
