研究人员发现植物多样性稳定土壤温度

　　一项新的研究揭示了一种减轻气候变化影响的自然解决方案，比如极端天气事件。来自莱比锡大学、耶纳弗里德里希·席勒大学、德国哈雷-耶纳-莱比锡综合生物多样性研究中心(iDiv)和其他研究机构的科学家发现，高植物多样性可以缓冲土壤温度的波动。这种缓冲对生态系统过程至关重要。

　　这项新发现发表在《自然地球科学》杂志上。

　　该研究的主要作者黄媛媛博士解释说:“土壤温度在控制与水、碳和养分动态、微生物活动和农业生产力相关的重要生态系统过程中起着核心作用。”尽管植物多样性很重要，但目前还没有研究调查植物多样性是否在植物群落长期发展过程中起到缓冲土壤温度波动的作用。

　　在他们的研究中，黄和她的同事展示了2004年至2021年在大型草原生物多样性实验-耶拿实验中收集的综合数据集的结果。实验场地由80块土地组成，种植了1到60种不同的植物。此外，4块未种植土壤和2块未控制植被提供了重要的参考点。

　　在18年的时间里，在5厘米和15厘米的深度每隔一分钟自动记录土壤温度，这段时间跨越了相当大的气候变化。该实验的科学协调员安妮·埃贝林博士说:“我们刚刚庆祝了耶拿实验20周年。在过去的二十年里，我们经历了许多极端天气事件，包括长期干旱、2013年的一场大洪水和异常寒冷的春天。”

　　该研究的第二作者、负责数据准备的吉迪恩·斯坦(Gideon Stein)补充说:“看到在耶拿实验的温度数据中可以发现多少历史事件，这真的很有趣。”

　　黄强调说:“这项对长期高分辨率数据的前所未有的分析提供了令人信服的证据，证明植物多样性起到了天然缓冲作用，并在面对极端气候时提供了稳定性。”在18年的时间里，植物多样性显示出一种非凡的能力，可以保护土壤在炎热的天气里不过热，并在寒冷的天气里保持热量。

　　在夏季气温特别高的日子，有60种植物群落的土壤温度比无植物群落低5.04℃。相比之下，这种差异是单一栽培和裸露土壤之间的差异的两倍多。

　　然而，在气温特别低的日子里，60种植物群落的土壤温度比没有植物的样地高1.48°C，在这种情况下，这几乎是单作与裸露土壤之间差异的5倍。

　　研究人员得出结论，植物多样性可以全年稳定土壤温度。随着实验群落年龄的增长，这种影响会加剧，在最恶劣的气候条件下，比如炎热的天气和干旱的年份，这种影响会更加明显。

　　在第二步中，黄和她的同事开始调查植物多样性稳定效应的原因。植物多样性不仅增加了植物的总叶面积，导致更大的遮阳，而且增加了土壤的有机碳含量。土壤顶部60厘米的热传导减少表明了植物多样性的稳定作用。结果表明，在植物多样性较高的群落中，土壤温度在全年和整个表层土壤中保持更稳定。

　　这些发现具有深远的意义。在温带草原及其他地区，植物多样性提供的土壤温度稳定对于减轻极端气候事件的负面影响至关重要。这包括土壤中碳的分解及其释放到大气中。根据研究人员的说法，这种自然机制也有可能减缓全球变暖的进程。

　　“我们的研究表明，植物多样性具有抵御气候变化影响的显著能力。这项研究的负责人、耶拿实验的发言人尼科·艾森豪尔教授说:“这清楚地提醒我们，保护和促进生态系统中的生物多样性对保护环境和确保可持续未来的重要性。”他补充说，这项研究不仅增加了我们对生物多样性的重要作用的理解，而且还为正在进行的对抗气候变化的斗争提供了一线希望。