较高的二氧化碳水平会降低植物的营养价值，并伤害昆虫种群

研究概要是对有趣的学术工作的简短介绍。

大的想法

蚱蜢和其他许多昆虫一样，正在下降。我和同事们发现了一个新的可能的罪魁祸首:由于空气中二氧化碳含量的增加，蚱蜢赖以为生的植物正变得越来越缺乏营养。

不断增长的二氧化碳水平在大气中倾向于通过提供额外的碳来促进植物生长。但是所有添加的碳挤掉其他营养物质植物的捕食者——比如昆虫和人类——需要茁壮成长。这些快速生长的植物最终吸收的氮、磷和钠等营养成分较少，更像卷心莴苣而不是羽衣甘蓝。

在我们位于堪萨斯大草原的研究基地上，我和我的同事展示了在超过40种蝗虫中，人口总数以每年超过2%的速度下降。这导致蚱蜢的数量在过去20年里减少了大约三分之一。这些人口的下降与草地养分下降。蚱蜢的数量每年因许多原因而变化，但我和我的同事们认为，二氧化碳升高导致植物养分的稀释是最有可能导致数量下降的原因。

这就形成了我们所说的“营养稀释假说”:二氧化碳的增加使每一口植物的营养价值降低，而昆虫正在为此付出代价。

为什么它很重要

到目前为止，生态学家关注的是杀虫剂的使用和原生栖息地的丧失，这是导致昆虫数量减少的原因。

这些因素不太可能大型天然草原保护区我工作的地方。然而，我们研究发现的蝗虫每年减少2%的数量与全球长期研究报告的每年减少2%的数量惊人地相似飞蛾和蝴蝶它的幼虫也是贪婪的植物捕食者。

这些快速生长的植物最终吸收的氮、磷和钠等营养成分较少，更像卷心莴苣而不是羽衣甘蓝。

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许多地方的昆虫种群。但是，随着二氧化碳在全球范围内不断增加，我和我的同事们怀疑，营养成分的稀释对各种各样的栖息地的食草昆虫来说可能是个坏消息，无论是在原始的还是退化的生态系统中。由于昆虫是所有陆地食物网的重要组成部分，它们的损失影响许多其他生物，从植物到鸟类。

我们是如何工作的

康萨大草原位于堪萨斯州东北部，是一个受保护的大草原。自20世纪80年代初以来，研究人员一直在那里收集有关草、昆虫和动物的数据。我的同事和我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。

蚱蜢的数量以大约5年为一个周期波动，随着气候的变化，比如气候变化厄尔尼诺现象南方振荡。有了几十年的数据集，我的同事和我就能清楚地将这些周期从长期的人口下降中分离出来，看看二氧化碳水平的增加是如何起作用的。

令人惊讶的是，这类数据非常罕见，这导致了关于昆虫普遍减少的大量争议。比如堪萨大草原(nsf资助的一部分)长期生态研究网络)都处于记录地球生态系统变化的第一线。

关于昆虫在一段时间内数量的可靠数据仍然非常少，而且仍然有更多的问题而不是答案。养分稀释在全球生态系统中有多普遍?

还有什么不知道的?

二氧化碳对营养物质的稀释是昆虫大量减少的一个令人信服的假设。我们的数据与其他向生态系统注入二氧化碳的实验相吻合降低植物的营养和昆虫的生长。

但是关于昆虫长期数量的可靠数据仍然非常少，而且仍然有更多的问题而不是答案。养分稀释在全球生态系统中有多普遍?以植物为食的昆虫正在遭受最大的减少吗?哪些生态系统将受到最严重的打击?

目前，我们生态学家甚至对地球上绝大多数无脊椎动物的数量都缺乏基本的估计，而它们构成了动物多样性的绝大部分。

我怀疑，如果二氧化碳对养分的稀释确实广泛存在，它很可能会影响地球的生态系统和生物——包括人类——在未来的几代人中，至少只要化石燃料燃烧和二氧化碳水平持续上升。

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