草原管理的制定對應對全球變暖、維持生態(tài)系統(tǒng)健康和生物多樣性至關重要。放牧和刈割是草地利用和管理的重要措施。合理的放牧、刈割等利用和管理措施對維持草地生態(tài)系統(tǒng)中的植物群落多樣性和生產力及其穩(wěn)定性至關重要。放牧能夠普遍降低植物群落地上生物量,但對于草地生產力和群落組成的影響還取決于資源供應狀況、食草動物類型、利用歷史和空間尺度等因素。刈割在生物量去除方面的效果與放牧相似,對草地生態(tài)系統(tǒng)植物群落多樣性、生產力、結構和組成影響的強度和方向也受到諸多生物和非生物因素的調控。雖然已有大量研究探討了放牧和刈割對草地生產力的影響,但對于在生物量去除意義上處于相當程度的放牧和刈割利用對植物群落多樣性和生產力的影響,尚缺乏針對性研究。
鑒于此,中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所沙地和退化草地近自然恢復與多功能提升創(chuàng)新組群,通過開展4年的放牧和刈割野外控制,對中國東北半干旱草原中強度放牧和刈割對植物群落多樣性和生產力的影響進行了對比研究,試圖找到最優(yōu)化的管理方式。研究發(fā)現(xiàn),放牧使植物物種豐富度顯著增加了9%,但沒有改變植物生物量;刈割沒有改變植物物種豐富度,但顯著降低植物總生物量和根系生物量,分別為18%和12%,并顯著改變了植物群落組成,增加禾草與雜類草生物量比。研究表明,放牧牛對植物生物量的影響為中性,對植物物種豐富度的影響為正,表明放牧是一種比刈割更好的管理方式,但放牧與刈割對草地生產力、植物多樣性和可持續(xù)性的持久影響需要更長期的實驗來探索。
研究結果以“Paralleled grazing and mowing differentially affected plant community diversity and productivity in a semi-arid grassland” 為題于2024年8月發(fā)表在Ecological Processes期刊。中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所特別研究助理Nazim Hassan為第一作者,王正文研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃項目、吉林省自然科學基金等項目支持。
論文鏈接:https://doi.org/10.1186/s13717-024-00543-3

圖1. 放牧和刈割對植物總生物量(a)、地上生物量(b)、地下生物量(c)、地上與地下生物量比(d)、禾草生物量(e)、雜類草生物量(f)、禾草與雜類草生物量比(g)和凋落物質量(h)的影響。




