火灾是澳大利亚生态系统中不可或缺的一部分。许多植物已经演化出应对火灾的策略，甚至在火灾后能够蓬勃生长。它们可能会将种子储存在土壤中，以便在火灾后发芽，或者在火灾后开花，从而促进下一代种子的产生。
作者
艾拉·普拉曼斯·普顿
墨尔本大学生态学研究员
科学家对植物与火灾的关系的理解主要来源于对地面现象的研究。在我的新研究中，我和同事们关注了地下的情况。
我研究了加维尔德桉树林地的植物，特别是在物种丰富的维多利亚格兰屏国家公园。我想了解哪些种子在土壤中静待时机，它们的出现或消失是否与历史火灾有关。但首先，我需要将它们种植出来。
通过一系列温室实验，我发现每个土壤样本中的种子库都反映了其过去的火灾经历。频繁的火灾会消耗一年生植物的种子储备，如紫菜(Senecio picridiides)和刺花紫菜(Drosera glanduligera)。然而，能够存活多年的多年生植物则表现出更强的适应性。
同样显而易见的是，景观受益于拼接或“马赛克”模式的火灾，其中某些区域比其他区域燃烧得更晚。通过管理景观以创造火灾历史的马赛克模式，可以确保景观能够满足多种物种的需求。
研究土壤移植
我从加里沃德/格兰屏地区的57个地点采集了土壤样本，这些地点在过去80年中经历了不同的火灾模式。有的地方只经历了一次火灾，有的则经历了九次。
随后，我将土壤样本暴露于各种加热和烟雾处理，以模拟不同种子发芽和生长所需的环境线索。例如，研究区域的一种黄花灌木，光滑的鹦鹉豆，已知更喜欢高温发芽。这种植物的种皮坚硬，在高温下会裂开，从而促进生长。相比之下，一些草本植物和草根本不喜欢热。
处理后，我将每个土壤样本带到温室，浇水并等待种子发芽成植物。
在15个月的观察中，我记录了来自245个不同物种的39,701株植物的生长情况。出现的一些令人惊讶的物种包括扭曲的胡子石楠，拥有美丽的白色花朵和扭曲的叶子，还有濒临灭绝的格兰屏触发植物，仅在加维尔德发现，当昆虫访问其花朵时，它会通过触发系统喷射花粉。
我在地下发现了什么
在温室中生长的物种讲述了它们被采集地点的火灾故事。
火灾的频率至关重要。然而，火灾频率如何影响土壤中物种的存在，取决于物种是一年生还是多年生，或者它们能够在土壤中储存种子的时间长短。
频繁的火灾（至少每15年一次）减少了一年生植物种子的出现，而一年生植物的种子可以在土壤中储存多年。这可能是因为每次火灾都会刺激种子发芽，从而耗尽种子储备。
然而，其他物种的种子，包括那些在土壤中储存时间较短的多年生植物，似乎能够承受迄今为止经历的频繁火灾。这可能是因为这些物种在火灾后较少依赖于土壤中的种子储存，而是通过成熟个体从树干或基部发芽等其他方式生存。
有趣的是，在土壤种子库中发现的超过一半（53%）的物种并不在地面上生长。对于土壤中的种子和地面上的植物而言，它们对地上和地下火灾的反应并不总是相同。这突显了火灾与植物生命周期之间复杂的关系，远不止于地面所见！
我们的发现强调了研究植物生命周期各个阶段的重要性，包括它们在地下作为种子时大部分看不见的时间。
健康的马赛克拼接火
在谈到景观中的火灾时，我的研究表明维多利亚桉树林地受益于多样性。这意味着要确保一些地区多年未被烧毁，而另一些地区则最近才经历火灾。这种火焰模式的马赛克将使各种植物能够生存和繁荣。
这些新发现有助于我们采取行动保护当地和全球的植物。
在地方层面，我很高兴向自然格伦格基金会捐赠了几千株发芽的植物。他们利用这些种子帮助恢复了当地的湿地，并将种子带回了加维尔德。
在国家和全球范围内，这项研究可以帮助我们理解变化的火灾模式，以保护生物多样性。今年，加州经历了该州历史上第四大火灾，燃烧面积在不到一周的时间里超过了洛杉矶。在2019-20年澳大利亚黑夏森林大火期间，100多种植物的整个地上种群被烧毁。
对土壤中种子的研究可以帮助我们了解植物种群在火灾后是如何恢复的。找出哪些植物受到火灾的影响，以何种方式以及为什么受到影响，将有助于我们在未来保护它们。
我要感谢我的同事们，他们是构成本文基础的研究论文的共同作者：森林生态学家Sabine Kasel，火灾科学家Trent Penman，火灾生态学家Matthew Swan和生物多样性动力学研究员Luke Kelly。
Ella Plumanns Pouton接受了澳大利亚研究培训计划、维多利亚州能源、环境和气候行动部以及澳大利亚自然灾害研究所的资助。
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我是教外号的签约作者“如凡”！
希望本篇文章《种子揭示了澳大利亚生态中的火灾奥秘》能对你有所帮助！
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