一辆汽车驶过纳米比亚自然保护区的无人机图像，这是纳米比亚的仙女圈地区之一，研究人员在那里进行了草地挖掘、土壤水分和渗透测量（2022 年 XNUMX 月）。 图片来源：Stephan Getzin 博士
根据哥廷根大学的研究，莫名其妙的圆圈是由植物缺水造成的，而不是白蚁造成的。
近 50 年来，研究人员一直对纳米比亚仙女圈的起源感到困惑。 它归结为两个主要假设：要么是白蚁造成的，要么是植物以某种方式设法自我组织起来。 现在，研究人员从 哥廷根大学 已经表明，仙女圈内的草在纳米布沙漠降雨后不久就消失了，但白蚁活动并没有造成光秃秃的斑块。
相反，对土壤水分的持续观察表明，环周围的草严重耗尽了其中的水分，这很可能导致了环内草的死亡。 研究结果最近发表在该杂志上 植物生态学、进化论和系统学的观点.
在距海岸 80 至 140 公里的纳米布地区可能会发现数百万个仙女圈。 草地上的这些圆洞每个都有几米宽，它们共同形成了一个可以在数英里外看到的可识别图案。 研究人员研究了许多沙漠地区的零星降雨事件，并分析了草、它们的根和芽，以及潜在的白蚁根部损害。
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一名研究人员在纳米布 Kamberg 附近的一个地块调查仙女圈内草的死亡情况。 录音是在降雨后大约一周（2020 年 XNUMX 月）进行的。 图片来源：哥廷根大学
白蚁是一种生活在世界各地大群的微小昆虫，人们经常将草的死亡归咎于白蚁。 研究人员非常仔细地调查了仙女圈内草在降雨后立即死亡的情况，这引发了草的新生长。 此外，他们还在仙女圈内部和周围安装了土壤湿度传感器，从 30 年的旱季到 2020 年的雨季结束，每隔 2022 分钟记录一次土壤水分含量。
这使研究人员能够准确记录圆圈周围新出现的草的生长如何影响圆圈内和周围的土壤水分。 他们调查了纳米布十个地区圆圈内外的水渗透差异。
研究人员调查了纳米布几个地区仙女圈内的草死亡情况。 仙界内枯黄的草根，和仙界外青草的根一样长，一样完好无损。 没有白蚁活动的迹象。 图片来源：Stephan Getzin 博士
数据显示，降雨后十天左右，圈内的草已经开始枯死，而圈内的大部分区域根本没有草发芽。 雨后二十天，圈内挣扎的草已经完全枯死，颜色发黄，而周围的草则生机勃勃，绿油油的。
当研究人员从圆圈内检查草的根部并将它们与外面的绿草进行比较时，他们发现圆圈内的根与圆圈外的根一样长，甚至更长。 这表明草正在努力生长根系以寻找水分。 然而，研究人员没有发现白蚁以根为食的证据。 直到降雨后五十到六十天，枯草上的根部损伤才变得更加明显。
哥廷根大学生态系统建模系的 Stephan Getzin 博士解释说：“圆圈内大部分地区突然没有草，这不能用白蚁的活动来解释，因为这些昆虫没有生物量可以觅食。 但更重要的是，我们可以证明白蚁不是罪魁祸首，因为草在降雨后立即死亡，而没有任何生物以根为食的迹象。”
合著者 Sönke Holch 于 2021 年 XNUMX 月从纳米布的数据记录器下载数据，当时草达到了它们的峰值生物量。 图片来源：Stephan Getzin 博士
当研究人员分析土壤水分波动的数据时，他们发现在初始降雨后，草地尚未建立时，圆圈内外的土壤水分下降非常缓慢。 然而，当周围的草长得很好时，尽管圈内几乎没有草来吸水，但所有地区降雨后土壤水分的下降速度都非常快。
Getzin 解释说：“在纳米布的酷热环境下，草地不断蒸发并失去水分。 因此，它们在根部周围形成土壤水分真空，水被吸向根部。 我们的结果与研究人员的结果非常一致，他们表明即使距离超过 XNUMX 米，土壤中的水也会在这些沙子中快速且水平地扩散。”
Getzin 补充道：“通过形成由均匀分布的仙女圈组成的强烈图案景观，草类充当生态系统工程师，并直接受益于植被间隙提供的水资源。 事实上，我们知道世界上其他各种严酷旱地的相关自组织植被结构，在所有这些情况下，植物除了在这种几何构造中生长外，没有其他生存机会。”
这项研究对理解类似的生态系统具有重要意义，尤其是在气候变化方面，因为植物的自我组织可以缓冲干旱化加剧引起的负面影响。
参考资料：“植物水分胁迫，而非白蚁食草动物，导致纳米比亚的童话圈”，作者：Stephan Getzin、Sönke Holch、Hezi Yizhaq 和 Kerstin Wiegand，20 年 2022 月 XNUMX 日， 植物生态学、进化和系统学的观点.
DOI：10.1016/j.ppees.2022.125698
该研究由德国研究基金会资助。