Nature Communications｜东北师范大学王岭团队发现长期放牧对草地生物多样性及功能的作用受干旱度调节

以下文章来源于东北师范大学草地科学研究所 ，作者张敏娜

草地作为陆地上最大的被管理的生态系统，其强烈地受到人类活动的频繁干扰和利用，家畜放牧是该系统最主要的干扰和利用方式，对草地生物多样性及生态系统功能起重要调控作用。过度放牧等不科学的放牧方式是造成草地退化、生物多样性降低的主要原因，特别是在我国北方，90％的草地因过度放牧而退化。因此，深入研究草地生物多样性及生态系统功能的放牧调控机制，是实现草地可持续利用的关键。理论研究证明放牧对草地生物多样性及功能的作用效应受气候调节，然而由于大多数放牧研究都基于局域尺度且采用较短的放牧周期，当前对于这一观点的验证性研究多来源于非标准化的取样及分析方法，如meta-分析，当前仍缺乏关于长期放牧与气候互作对草地生物多样性及生态系统功能调控机制的实验性证据。

东北师范大学草地科学研究所王岭团队首次跨越我国北方三个主要草地类型沿着干旱度梯度检验了长期放牧与干旱度互作对草地生物多样性及其与生态系统多功能关系的调控机制。研究结果表明放牧对草地生态系统多功能的作用受干旱度调节，随着干旱度的增加，放牧的负效应逐渐加剧（如图1所示）。

图1 放牧对草地生态系统多功能的负效应随着干旱度的增加逐渐加剧

此外，该研究进一步证明长期放牧改变了地上与地下生物多样性对于生态系统多功能的相对贡献，在长期围封的草地主要是植物多样性与生态系统多功能呈现正相关关系，相反，在长期放牧的草地，主要是地下土壤微生物多样性对生态系统多功能起主要调控作用，且不同多功能指数的结果具有一致性（如图2所示）。

 图2 长期围封及长期放牧条件下的草地生物多样性-生态系统多功能关系

综上所述，该研究基于标准化的长期放牧实验提供了坚实的实验性证据，表明长期过度放牧使植物多样性对草地生态系统功能的作用消失，而长期围封禁牧破坏了土壤微生物多样性对生态系统功能的调控作用，因此草地管理常采用的长期围封或长期过度放牧都不是最科学的放牧管理方式，当前急需更加精准化的草地放牧管理以维持草地生态系统功能。此外，长期过度放牧会降低草地生物多样性及生态系统多功能，且其负效应随着草地干旱度的增加而逐渐增强。因此，对于相对干旱草地应该采用更加精准化的放牧管理。同时该研究对于全球变化背景下的草地放牧管理也具有一定的指导意义，全球气候变化可能会加剧放牧的负效应，未来应更加灵活的调整放牧强度及放牧格局以适应全球变暖及降水格局的变化。

这一研究成果以“Experimental impacts of grazing on grassland biodiversity and function are explained by aridity”为题于2023年8月19日发表在Nature Communications上。东北师范大学张敏娜博士为该论文第一作者，王岭教授为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划项目（2022YFF1300604），国家自然科学基金（32271642），高等学校学科创新引智计划（B16011）及教育部创新团队发展计划项目（2013-373）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-40809-6

转自：“生态遥感前沿”微信公众号

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