Nature首次发布全球范围植物的生命周期研究

　　

这项研究基于研究人员创建的一个新数据库，该数据库首次将分布数据集和生命周期数据集结合在一起，从而有可能确定全球不同生命周期的流行程度。它使用经验工具和大数据来检验关于人类干扰如何影响一年生植物及其全球分布的理论范式。除此之外，研究还发现，随着人口密度的上升和气候变化，一年生植物预计会受益更多，气候变化可能会对生态系统造成破坏性影响。

发表在《自然》杂志上的一项新研究，通过建立一个包含大量数据的独特数据库，首次在全球范围内研究了植物的生命周期。这项研究是由耶路撒冷希伯来大学的Niv DeMalach博士，特拉维夫大学的Itay Mayrose教授;泰勒·波彭温默博士等人领导完成。

在此之前，利用经验数据评估植被扩展仅限于区域系统的局部研究。新的数据库首次将大约23.5万个物种(占科学已知物种的67%)的生命周期数据集中在一个地方，这些数据是在过去80年里从世界各地的各种来源收集的，包括对全球物种的数百万次观察。

几十年来，科学家们一直对影响多年生植物和一年生植物分布和生命周期的因素以及两者之间的竞争感兴趣，试图了解自然规律和不同物种对环境条件的适应。人们开发了各种数学模型来描述影响多年生植物和一年生植物的条件。德马拉奇博士和梅罗斯教授的这项新研究，以及他们创建的国际数据库，标志着首次尝试检验这些模型与现实情况之间的关系。

植物种类可分为多年生植物(通常寿命超过一年的植物)和一年生植物(在一个生长季节内完成其生命周期，并在产生种子后死亡的植物)。自然界中绝大多数物种都是多年生植物，因为这一类植物包括草、树和灌木，它们对整个生态系统非常重要，因为它们在减缓整个系统的气候变化和防止土壤侵蚀和洪水方面发挥着核心作用。

在农业作物方面，这一数字正好相反，一年生作物占据了大约70%的农业用地，占人类消费食物的80%左右。这是因为一年生植物产生种子的效率更高，而种子是碳水化合物和蛋白质的来源，是人类饮食的支柱。

研究人员发现，在夏季气温特别高、降雨量特别少的地区，一年生植物很常见。这与以前接受的观点相反，以前的观点不认为一年中的季节是一个相关的参数，而是只关注年平均温度和降水。例如，加州一年生植物的比例高于奇瓦瓦沙漠，尽管奇瓦瓦沙漠的平均干旱程度更高。这是因为加州的夏天要干燥得多(几乎没有夏雨)。此外，该研究发现一年生植物在世界各地的分布比以前认为的要低得多。虽然科学界公认的估计是它们占所有植被的12%左右，但新的研究结果显示，这个数字不到一半，不超过6%。

作为研究的一部分，研究人员创建了一个新的、独特的全球数据库，这使得预测气候变化对植物世界的未来影响成为可能。除此之外，研究人员还证实了一个假设，即随着人类在环境上的足迹变得越来越大，一年生植物预计会变得越来越普遍。此外，他们开发了一个模型，表明在30年内，全球约70%的地区的年增率将增加。这可能会损害环境，因为(例如)一年生植物在减少大气中二氧化碳方面的效率低于多年生植物。

DeMalach博士博士解释了这些发现的重要性:“这项研究既有助于解释人类的历史，也与人类的未来有关。这有助于我们理解为什么作为人类文明基础的农业首先出现在中东。我们的地区一年生植物的比例很高，这是不寻常的，现在我们知道为什么了——它有合适的气候条件。粮食生产主要以一年生物种为基础。今天是这样，几千年前也是这样。这些条件促进了从狩猎采集社会向农业社会的过渡。关于未来，我们的模型表明，人类物种已成为地球上最具影响力的因素，其影响不仅会对野生植物产生影响，而且所造成的变化也会反过来影响人类生活。”

关于影响一年生植物传播的因素的重要性，DeMalach博士指出:“21世纪人类面临的最大挑战之一是在对环境破坏最小的情况下为数十亿人提供食物。因此，正在作出广泛的努力，从一年生作物转向多年生作物，这更环保。今天的问题是，多年生作物的产量仍然较低，而且关于它们能否在未来提高产量，存在很大的争议。”

文章标题

Revising the global biogeography of annual and perennial plants