自大约30万年前第一个智人出现在非洲以来，草原已经持续了人类和数以千计的其他物种。但是今天，那些草原正在我们的脚下移动。周一公布的一项新研究显示，全球变化 – 包括气候变化，污染和其他广泛的环境变化 – 正在改变其中生长的植物物种，并不总是像科学家所期望的那样。
草原占世界无冰土地的40%以上。除了为人类饲养的牛羊提供食物外，草原还是野外无处可寻的动物的家园，如北美野牛的野牛或非洲大草原的斑马和长颈鹿。草原还可以容纳世界上30%的碳，使其成为应对气候变化的重要盟友。然而，构成草原的植物的变化可能会使这些益处处于危险之中。
“它是牛的良好牧场，还是擅长储存碳?” 主要作者，史密森环境研究中心的草原生态学家Kim Komatsu说。“真正重要的是各个物种的身份是什么……你可能有一个真正入侵的杂草系统，对人类所依赖的这些服务不利。”
这篇新论文是发表在“ 科学院院刊”上的一项荟萃分析，它提供了迄今为止人类活动如何改变草原植物的最全面的证据。该团队研究了全球105个草原实验。每个实验都测试了至少一个全球变化因素 – 例如二氧化碳上升，温度升高，营养物质污染或干旱。一些实验研究了三种或更多种类型的变化。小松和其他作者想知道全球变化是否正在改变那些草原的组成，包括存在的总植物种类和物种种类。
他们发现草原可能非常难以达到目的。总的来说，草原在第一个十年的暴露中抵制了全球变化的影响。但是一旦他们达到了10年的水平，他们的物种开始转变。持续10年或更长时间的一半实验发现植物物种总数发生了变化，近四分之三的物种发现了物种类型的变化。相比之下，仅仅五分之一的实验持续了10年，完全没有发现任何物种变化。研究全球变化的三个或更多方面的实验也更有可能发现草原转型。
“我认为他们非常非常有弹性，”约翰霍普金斯大学的共同作者兼生态学助理教授Meghan Avolio说。“但是当条件到来时，他们确实会发生变化，这种变化可能非常重要。”
堪萨斯州东北部的Konza Prairie生物站。人类和动物都依靠草原生存。除了为牛羊提供放牧的土地外，草原还可以储存世界上30%的碳。图片来源：Kim Komatsu，史密森尼环境研究中心
令科学家们惊讶的是，草原物种的身份可以在不改变物种数量的情况下发生巨大变化。在个别植物物种发生变化的一半地块中，物种总量保持不变。在一些地块中，几乎所有物种都发生了变化。
“物种数量是理解社区的一种简单易懂的方式……但它没有考虑的是物种特性，”Avolio说。“而我们发现的可能是营业额。”
对于小松来说，这是一个希望的迹象，大多数草原可以抵抗实验引发的全球变化至少10年。
“他们的变化足够慢，以至于我们可以防止未来发生灾难性的变化，”她说。
但是，时间可能不在我们这边。在一些实验中，当前的全球变化速度甚至改变了未受实验更高的全球变化压力影响的“控制图” 。最终，许多这些地块看起来与实验地块相同。
“全球变化正在发生的规模比我们正在进行的实验更大……我们通过实验结果预期的影响，我们开始看到这些影响自然发生，”小松说。