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Grassland Research | 放牧或围封对退化修复的苜蓿草地植物和土壤性质的影响

已有 992 次阅读 2023-7-31 19:42 |个人分类:科技期刊|系统分类:论文交流

导读

大量研究表明，在极端气候频发、植物高耗水和人为干扰等共同作用下，黄土高原植被恢复过程中出现土壤干层化和植被退化等新挑战，如何保持退耕植被健康可持续发展已成为黄土高原生态恢复过程中亟待解决的难题。草地生态系统恢复是一个长期且复杂的生态过程，围封禁牧通常被认为是退化草地生态系统恢复的最有效方法。然而，陕北地区极度退化的苜蓿地已经很难通过禁牧来恢复，需要人为重建。那么，草地重建后如何管理呢？适度放牧或持续围封。有学者认为应该遵循草越割越旺的自然规律，因地制宜，适度放牧。植被重建在退化草地恢复中被广泛应用，然而，草地植物和土壤性质对围封和放牧处理是如何响应的，以及恢复过程中植被-土壤耦合协调机制尚不清楚。

中国科学院地球环境研究所陈怡平团队于2021年4月在神木六道沟完成样地调查和植物土壤样品采集工作，以极度退化苜蓿地为对照，选取重建三年的苜蓿地设置围封和适度放牧处理。采用层次分析法和主成分分析法对植被恢复过程植物和土壤耦合协调性展开研究（表1）。结果发现：放牧和围封处理下植物综合得分和土壤综合得分均高于对照处理。围封处理对植物恢复效果最好，表现为苜蓿生物量和植物含水量显著提高；适度放牧处理对土壤恢复效果最好，表现为土壤养分、土壤含水量均显著提高（图1，2）。对照组植物-土壤耦合协调度类型为轻度不平衡，围封和适度放牧处理下耦合协调度类型为轻度协调。其次，围封处理下表征为土壤滞后型，适度放牧和对照处理下表征为植被滞后型和植被损失型（图3）。以上结果表明：适度放牧和围封处理均能改善草地生态系统植被-土壤耦合协调性和促进草地生态系统良性发展，建议退化草地重建后应该通过适度放牧来恢复以期实现生态和经济的可持续发展。该研究有望为黄土高原退化植被恢复及退耕还林还草工程的可持续发展提供一定的借鉴思路。

图表

Figure 1. Differences in plant properties under the fencing (FC), grazing (GZ), and control (CK) treatments. AGB, aboveground biomass; BGB, belowground biomass; PMC, plant moisture content; R/S, root to shoot ratio. The error bars indicate the standard error. Different lowercase letters indicate significant differences among the treatments (p < 0.05).

Figure 2. Characteristics of soil organic matter (SOC), soil total nitrogen (STN), soil total phosphorus (STP), and soil water content (SWC) and their storages (SOCD, STND, STPD, and SWCD) at the 0–30-cm soil depth under the control (CK), fencing (FC), and grazing (GZ) treatments. Different capital letters indicate significant differences among the treatments (p < 0.05). Different lowercase letters indicate significant differences among soil depths (p < 0.05).

Figure 3. Comprehensive evaluation of the grassland system. SCE, soil comprehensive evaluation; VCE, vegetation comprehensive evaluation; C, vegetation–soil coupling degree; C_h, vegetation–soil comprehensive reconciliation index; C_d, vegetation–soil integrated coupling coordination. The red dotted line is the mean value line.

Table 1. Calculation of weights in the comprehensive evaluation

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编译者：

曹婧中国科学院地球环境研究所博士研究生

说明：该文仅代表编译者对论文的理解，如需参考和引用相关内容，请查阅原文。

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原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/glr2.12039

内容来源：Grassland Research（草地研究）第2卷第1期（投稿：2022-10-29；接收：2023-01-03；刊发：2023-03-16）

DOI：https://doi.org/10.1002/glr2.12039

引用信息：Cao, J., Chen, Y., Jiang, Y., Chen, J., & Wu, J. (2023). Management of reestablished artificial grasslands via grazing or fencing: Effects on plant and soil properties. Grassland Research, 2(1), 69-83. https://doi.org/10.1002/glr2.12039

GR 期刊介绍

Grassland Research是我国草业科学领域第一本国际学术期刊，季刊，由中国草学会和兰州大学共同主办。该刊受中国科技期刊卓越计划高起点新刊项目支持，由国际出版集团John Wiley & Sons Australia, Ltd.提供出版及宣传服务，于2022年正式出版。

Grassland Research论文刊发范围广，综合性强。从分子到全球变化层面，全维度聚焦草业科学及其在人类可持续发展中的作用。期刊将刊登天然草原，栽培草地、草坪和生物能源作物，以及草地生态系统三大板块的基础性和应用性研究成果、综述、论点等类型的文章。优先考虑发表青年学者优秀研究成果，期待成为青年科学家喜爱的国际学术交流主阵地。

在创刊前三年，Grassland Research将免收版面费，以OA形式通过全球化出版平台Wiley Online Library出版。

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