较高的二氧化碳水平会降低植物的营养价值，损害昆虫种群

研究概要是对有趣的学术工作的简要介绍。

大的想法

蚱蜢的数量和许多其他昆虫一样，正在下降。我和同事们发现了一个新的罪魁祸首:由于空气中二氧化碳含量的增加，蚱蜢赖以生存的植物变得越来越没有营养。

二氧化碳浓度不断增加在大气中往往通过向植物提供额外的碳来促进植物生长。但是所有增加的碳排除其他营养成分以植物为食的动物——比如昆虫和人类——需要茁壮成长。这些快速生长的植物最终会减少氮、磷和钠等营养物质的密度——更像卷心莴苣而不是甘蓝。

在我们研究的网站在堪萨斯州的大草原，我和我的同事表明，在超过40种蝗虫，人口总数每年下降2%以上。这导致在过去20年里，蚱蜢数量总体减少了约三分之一。这些人口的减少与草地养分下降。蚱蜢的数量每年都在变化，原因有很多，但我和我的同事们认为，二氧化碳浓度升高导致的植物养分的稀释，是导致蚱蜢数量下降的最可能原因。

它加起来就是我们所说的“营养物质稀释假说”：增加的二氧化碳正在使植物每一口低营养和昆虫正在为此付出代价。

为什么它很重要

到目前为止，生态学家们一直在关注杀虫剂的使用和自然栖息地的丧失，这些都是导致昆虫数量下降的原因。

这些因素都不太可能大型的天然草原保护区我工作的地方。然而，我们的研究发现，每年蚱蜢数量减少2%的情况，与全球各地长期研究报告的2%惊人地相似飞蛾和蝴蝶它们的幼虫——毛毛虫——也是贪婪的食草动物。

这些快速生长的植物最终会减少氮、磷和钠等营养物质的密度——更像卷心莴苣而不是甘蓝。

当然还有其他因素，比如杀虫剂的使用和栖息地的破坏伤害了很多地方的昆虫种群。但是随着二氧化碳在全球范围内的增加，我和我的同事们怀疑，在原始生态系统和退化生态系统中，在各种各样的栖息地，营养物质的稀释对于以植物为食的昆虫来说可能是个坏消息。由于昆虫是所有陆地食物网的重要组成部分，它们的消失影响从植物到鸟类的许多其他生物。

我们如何做好我们的工作

康扎大草原是堪萨斯州东北部的一个受保护的大草原，研究人员从20世纪80年代早期就开始收集那里的草、昆虫和动物的数据。我和我的同事们依靠这些长期数据和过去几年的物理样本来进行我们的研究。

蚱蜢的数量大约以5年为一个周期，随着气候的变化而变化厄尔尼诺现象南方振荡。有了长达数十年的数据集，我和我的同事可以清晰地将这些周期与长期的人口下降区分开来，看看二氧化碳浓度的增加是如何发挥作用的。

令人惊讶的是，这类数据非常罕见，这导致了关于昆虫数量普遍下降的大量争议。像Konza Prairie (nsf资助的一部分)这样的网站长期生态研究网络)站在记录地球生态系统变化的第一线。

随着时间的推移对昆虫数量的可靠数据还是相当罕见的，还有的问题多于答案。养分稀释在全球生态系统中有多普遍?

还有什么不知道的?

二氧化碳对养分的稀释作用是一个令人信服的假说，解释了为什么昆虫数量普遍下降。我们的数据与其他将二氧化碳注入生态系统的实验相吻合降低植物的营养和昆虫的生长。

但是，随着时间的推移，关于昆虫数量的可靠数据仍然相当稀少，而且问题仍然多于答案。养分稀释在全球生态系统中有多普遍?以植物为食的昆虫数量下降最多吗?哪些生态系统将受到最严重的冲击?

目前，我们生态学家甚至缺乏对地球上大多数无脊椎动物物种的基本数量估计，而这些物种构成了动物多样性的绝大部分。

我怀疑，如果二氧化碳造成的养分稀释确实广泛存在，那么，至少在化石燃料燃烧和二氧化碳浓度持续上升的情况下，它很可能会在未来几代人的时间里影响地球的生态系统和有机体——包括人类。

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