蚂蚁揭示：为什么不同植物作为生物燃料对生物多样性至关重要

生物燃料泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。

图源：海洋与湿地

尽管生物燃料是一种可再生能源，但其使用却饱受争议，因为种植少数高产作物作为燃料会导致生产生物质的种植系统中生物多样性的丧失。种植系统指的是特定田块上的作物、作物顺序和管理方法。

现在，美国的研究人员比较了不同类型生物能源种植系统中的蚂蚁群落，以更好地了解这些系统如何塑造生物群落及其功能。研究结果发表在《保护科学前沿》（Frontiers in Conservation Science）期刊上。

内森·哈恩（Nathan Haan）博士在密歇根州立大学凯洛格生物站收集了这项研究的数据，他目前在肯塔基大学担任助理教授，研究昆虫生态学。他指出：“我们在比较一年生作物、多年生系统和具有多种植物物种的多样化栽培系统时，发现了不同的蚂蚁群落。融合了更多植物多样性的种植系统，与更简单的系统相比，植物多样性更具多样性。”

蚂蚁和农作物

蚂蚁在草原和农业生态系统中数量众多，影响深远。它们是重要的捕食者、种子传播者和土壤工程师。哈恩解释说：“如果我们的大部分土地都用来种植作物作为燃料，那么蚂蚁就是研究昆虫群落如何因作物而异的最佳候选者。”

研究人员在密歇根州的一个实验阵列中考察了10种生物能源种植系统。这些系统包括一年生作物、简单的多年生系统以及多样化的多年生系统。

研究人员捕获了属22个物种的近1万只蚂蚁个体。在复杂的生态系统中，蚂蚁比在简单的系统中扮演更多的功能角色。例如捕食者或种子传播者。物种丰富度在多样化系统中最高，而在简单系统中最低。群落组成也各不相同：一些常见的蚂蚁物种在所有耕作系统中都能找到；但较稀有的物种只出现在植物多样化的多年生系统中。

优化农作物的燃料

研究人员指出，经过测试的作物在生物燃料生产方面各有利弊。其中一些作物产量较高，但保护价值不大；另一些作物虽然产量较低，但具有保护效益。例如，多年生植物可以帮助将碳储存在地下。混合物种大草原也可能非常有生产力，生物多样性也更丰富，但是，如何利用其生物质生产最终产品还有更多未知数。

哈恩指出：“这是一个了解利弊权衡并找出优化方法的问题。目前，美国生产的玉米有40%用于制造乙醇，乙醇通常被用作燃料。然而，以单一种植方式种植如此多的玉米在本质上是一种不可持续的未来燃料解决方案。有一系列其他种植系统可以采用并成为主流。我们需要了解其中哪些对生物多样性有利，哪些不利。”

生物燃料生产基础工作

研究人员希望他们的研究能为有关哪些作物可用于可持续生物燃料生产、在哪里种植这些作物以及如何管理这些作物的决策提供信息。

哈恩说：“生物能源似乎在新闻和公共讨论中时有时无，但根据预测，我们需要在未来几十年大规模种植生物能源作物，以成功应对气候变化。虽然目前的研究是在一个实验阵列中进行的，但预计其他地方的一般模式也会类似。不过，有必要在其他情况下收集更具体的信息。”

参考资料：

https://phys.org/news/2024-01-ants-reveal-sourcing-eco-fuels.html

https://baike.baidu.com/item/

Bioenergy cropping systems shape ant community composition and functional roles, Frontiers in Conservation Science (2024). DOI: 10.3389/fcosc.2023.1283225

文/Maggie   审/Daisy

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