近日，中國科學(xué)院成都生物研究所李芳蘭團(tuán)隊(duì)對高寒草甸草皮剝離保存效果的研究獲新進(jìn)展，相關(guān)成果于12月2日發(fā)表在《應(yīng)用土壤生態(tài)學(xué)》。
高寒草甸草皮由致密的植被根系與土壤交織形成，是高原生態(tài)系統(tǒng)的天然保護(hù)層。它能有效防止水土流失、固持碳氮養(yǎng)分，并為獨(dú)特的高寒生物提供棲息地。在道路修建、礦山修復(fù)等工程中，剝離的草皮常需暫時(shí)堆放保存，待工程結(jié)束后再回鋪以恢復(fù)植被。草皮與土壤分離后，根系受損，水分和養(yǎng)分循環(huán)被阻斷，必然引發(fā)土壤微生物群落和功能的劇變。這種變化如何影響草皮的“生態(tài)活力”，直接關(guān)系到回鋪后的恢復(fù)效果。然而，草皮堆放如何影響生態(tài)系統(tǒng)多功能性尚不明確，尤其是高寒生態(tài)系統(tǒng)中不同營養(yǎng)級之間的協(xié)同與權(quán)衡。
該研究通過為期兩年的草皮堆放控制實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)比較了自然草甸、平鋪存放草皮與堆疊存放草皮三種處理下的地上和地下功能的變化。研究系統(tǒng)監(jiān)測了植物物種組成與多樣性、地上和地下生物量、土壤碳氮磷含量及其有效性、土壤酶活性等19個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，綜合量化了生物量生產(chǎn)、有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)等功能，并在此基礎(chǔ)上評估了生態(tài)系統(tǒng)多功能性（EMF）。
研究發(fā)現(xiàn)，兩種存放方式對植物和微生物的影響截然不同。平鋪存放導(dǎo)致植物物種豐富度下降，而堆疊存放反而因創(chuàng)造了微生境促進(jìn)了種子截留與萌發(fā)，使植物多樣性有所增加。兩種方式都顯著降低了土壤微生物的多樣性，并簡化了其共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
同時(shí)，與自然草甸相比，平鋪和堆疊草皮降低了微生物多樣性和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性，但它們對EMF的總體影響存在差異，即堆疊草皮施加正效應(yīng)，而平鋪草皮具有中性效應(yīng)。這種差異是由與生物量生產(chǎn)、養(yǎng)分循環(huán)和有機(jī)物分解相關(guān)的功能之間的權(quán)衡造成的。
此外，微生物網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性變異對驅(qū)動(dòng)EMF的貢獻(xiàn)超過了微生物α-和β-多樣性，強(qiáng)調(diào)了微生物之間的聯(lián)系比其分類更為重要。
研究表明，細(xì)菌是該干擾環(huán)境中跨營養(yǎng)水平下EMF的主要驅(qū)動(dòng)因素，而非真菌或植物。研究結(jié)果不僅促進(jìn)了對人工干擾生境下生物多樣性-生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系的理論認(rèn)識，也為優(yōu)化草皮堆放技術(shù)、實(shí)現(xiàn)植被恢復(fù)目標(biāo)與生物多樣性保護(hù)目標(biāo)的協(xié)同提供了實(shí)踐層面的機(jī)制依據(jù)。研究人員建議在草皮儲存或其他人為干擾期間補(bǔ)充鄉(xiāng)土種子，有助于減輕對某些功能（例如植物生產(chǎn)力）衰退帶來的負(fù)面影響。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2025.106665
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