一项新的研究揭示了减轻气候变化影响(例如极端天气事件)的自然解决方案。来自莱比锡大学、耶拿弗里德里希席勒大学、德国哈雷-耶拿-莱比锡生物多样性综合研究中心(iDiv)和其他研究机构的研究人员发现，高植物多样性可以缓冲土壤温度的波动。这种缓冲区对于生态系统过程至关重要。

新发现发表在《自然地球科学》杂志上。

“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发挥着核心作用，”该研究的主要作者黄媛媛博士解释道。尽管植物多样性很重要，但尚未有研究调查植物多样性是否在长期植物群落发展过程中特别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年大规模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块地块组成，种植有1到60种植物。此外，四块未种植的土壤和两块不受控制的植被提供了重要的参考点。

在18年的时间里，每隔一分钟自动记录5厘米和15厘米深处的土壤温度，这跨越了相当大的气候变化。该实验的科学协调员AnneEbeling博士表示：“我们刚刚庆祝了耶拿实验20周年。在这二十年里，我们经历了许多极端天气事件，包括长期干旱、2013年的大洪水还有异常寒冷的泉水。”

该研究的第二作者、负责数据准备的吉迪恩·斯坦补充道：“在耶拿实验的温度数据中发现多少历史事件真的很有趣。”

黄强调说：“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，证明植物多样性可以作为天然缓冲区，并在面对极端气候时提供稳定性。”在整个18年期间，植物多样性表现出了非凡的能力，可以在酷暑中保护土壤免于过热，并在寒冷时期帮助保持热量。

夏季气温特别高的日子里，有60种植物群落的土壤温度比没有植物的地块低5.04℃。相比之下，这种差异是同时单一栽培和裸土之间差异的两倍多。

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地块高1.48°C，在这种情况下，几乎是单一栽培和裸土之间差异的五倍。

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

第二步，黄和她的同事着手调查植物多样性稳定作用的原因。植物多样性不仅增加了植物的总叶面积，导致更大的遮荫，而且还增加了土壤的有机碳含量。植物多样性的稳定作用通过表层60厘米土壤热传导的减少得到了证明。因此，在植物多样性较高的群落中，土壤温度全年和整个表土都保持更加稳定。

这些发现具有深远的影响。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。研究人员表示，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卓越能力。这清楚地提醒我们，在我们的生态系统中保护和促进生物多样性对于保护环境和确保可持续未来的重要性，”该研究的负责人兼耶拿实验的发言人尼科·艾森豪尔教授说。他补充说，这项研究不仅增进了我们对生物多样性重要作用的理解，而且为正在进行的应对气候变化的斗争带来了一线希望。

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