#科學探索#許多昆蟲的數量正在減少，一項頗具爭議的新假設表明，大氣中二氧化碳含量的上升正在降低植物的營養價值。這不僅會給昆蟲帶來麻煩，還會給各種規模的食草者帶來麻煩。
在堪薩斯州的一個地方，由於植物的營養在過去的5年裡，一些研究記錄了昆蟲數量的減少，引發了關於昆蟲災難的頭條新聞，並呼籲加大保護力度。並不是所有人都信服；昆蟲的數量可能有漲有落，而變化的趨勢可能因物種而異。例如，就在上周，一項對166個昆蟲種群的薈萃分析（Meta 分析）發現，儘管陸生物種總體上確實在減少，但水生昆蟲的狀況似乎還不錯。但是對堪薩斯大草原的一項研究使俄克拉荷馬大學的生態學家Michael Kaspari確信，這種下降是真實的，而植物中的「營養物質稀釋」可能是一個主要問題。
代頓大學的保護生物學家Chelse Prather說，「到目前為止，關於昆蟲數量減少的論文還沒有測試它們所聲稱的減少的具體機制，因此，這種擬議的機制與具體數據非常重要。」德國生物多樣性綜合研究中心的昆蟲學家Roel van Klink補充說，營養物質稀釋「可能是全球性問題」，他的團隊上周對昆蟲趨勢進行了分析。
Ellen Welti是Kaspari的博士後，她一直在康扎草原生物站分析44種蝗蟲的數據。康扎草原生物站位於堪薩斯州東北部，是一個佔地3487公頃的原生高草保護區，是一個長期生態研究(LTER)項目的基地。她在兩項關於蝗蟲數量的調查中追蹤了蝗蟲的數量趨勢，一項是在1996年至2017年期間在未受幹擾的棲息地進行的，另一項是在2002年至2017年期間在野牛吃草的地方進行的。蝗蟲數量的大幅變化與主要的氣候事件同時發生，例如厄爾尼諾現象，這是來自太平洋的擾動，會改變溫度和降雨量。但當Welti把這些因素考慮在內時，她和Kaspari清楚地意識到，從長期來看，蚱蜢數量在20年裡減少了30%。「我實際上很驚訝，」Welti回憶道。
她和其他研究人員認為，棲息地的喪失和農藥是大多數報導的昆蟲數量下降的原因。但是這些因素並沒有在康扎大草原上發揮作用。
Kaspari和韋爾蒂Welti想知道是否可能有另一種全球趨勢。空氣中二氧化碳濃度的增加加速了植物的生長。但是，正如哈佛大學的行星健康科學家Samuel Myers和他的同事在2014年證明的那樣，包括小麥、玉米、水稻和其他主要農作物在內的植物，在未來預期的二氧化碳水平下生長，它們積累的氮、磷、鈉、鋅和其他營養物質比當前的二氧化碳水平下要少。他們的想法是，植物的根無法跟上由額外的碳所刺激的生長，因此不能提供足夠的其他元素的供應。
從那以後，對營養物稀釋的大多數關注都集中在人類健康上。邁爾斯說，考慮到二氧化碳含量預計將上升，稀釋後的植物可能會使全球營養不足的人數增加數億人，目前全球營養不足的人數已達10億左右。
但是他和其他人想知道更廣泛的生態影響。邁爾斯說：「這是一個非常重要的問題。」「作為人類，我們對所吃的東西有很多選擇，但是有很多動物只是在吃他們固定所吃的東西。」
在堪薩斯大學，其他研究人員每年都收集和儲存不同種類的草的樣本。因此，Welti確定了這些樣品中30種元素的濃度。卡斯帕裡的研究小組最近在《Proceedings of The National Academy of Sciences》雜誌上發表的研究報告稱，過去30年中，禾本科植物的生物量增加了一倍，但植物的氮含量下降了42%，磷含量下降了58%，鉀含量下降了54%，鈉含量下降了90%。坦佩亞利桑那州立大學的生物學家Arianne Cease說：「對於科學界來說，這篇論文是好信號。」
慕尼黑工業大學的保護生物學家Sebastian Seibold在過去的10年中一直在研究昆蟲的數量下降，他警告說，這一想法需要在不同的生態系統中進行檢驗。他說：「我們不能從中得出一般性結論。在德國風景中，沒有證據表明養分短缺。」Alexander Koenig動物學研究博物館的分類學家Wolfgang Wgele補充道。
還有一些人認為這項工作預示著巨變。霍恩海姆大學系統昆蟲學家Lars Krogmann說：「該研究很好地證明了氣候變化如何加劇了全球昆蟲數量下降的問題，即使是在未受幹擾的地區也是如此。」
Kaspari預測，隨著調查人員分析van Klink收集的數據集，以進行上周的研究，食草動物是在這種衰退中受到破壞最嚴重的物種集合。在康扎大草原，Kaspari希望通過尋找蚱蜢自身組織中營養物質的減少來支持這一假設。Prather說，較大的食草動物，例如大象，熊貓和麋鹿，也可能處於危險之中。「如果營養物稀釋普遍存在，這將對整個草食生物產生巨大影響。」