半自然草原牧草矿物质含量研究：植物多样性与营养品质的协同密码

《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Plant evenness improves forage mineral content in semi-natural grasslands

研究人员针对半自然草原牧草矿物质含量开展研究，发现其与植物多样性等有关，对畜牧和生态意义重大。

　　在广袤的草原世界里，半自然草原宛如一座独特的生态宝藏。它不仅孕育着丰富多样的植物群落，还承载着重要的生态服务功能 —— 为牲畜提供饲料。然而，这座宝藏中的牧草矿物质含量却像是一个神秘的谜团，一直未被完全解开。矿物质作为维持动物健康和生长的关键营养素，在牧草中扮演着极为重要的角色。但目前，人们对于半自然草原牧草的矿物质含量能否满足牲畜需求，以及其受哪些因素影响知之甚少。而且，在以往的研究中，评估牧草营养价值时往往忽略矿物质含量，或者在评估方法上存在缺陷，没有充分考虑矿物质缺乏或过量对牲畜健康的负面影响。在这样的背景下，深入探究半自然草原牧草矿物质含量的奥秘变得迫在眉睫，这对于保障牲畜健康、推动可持续畜牧业发展以及保护生物多样性都有着重要意义。

为了揭开这个谜团，来自法国的研究人员展开了一场意义非凡的探索之旅。他们的研究成果发表在《Agriculture, Ecosystems 》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，他们在法国九个地区、六种不同的 EUNIS 二级栖息地类型中，选取了 218 个样地进行研究。这些样地都位于或靠近 Natura 2000 保护地，涵盖了不同气候和土壤湿度条件。其次，在植被生长季且放牧期开始前，研究人员在每个 10m×10m 的样地中，随机选取 5 个 20cm×20cm 的样方采集牧草样本。样本经烘干、称重后，利用电感耦合等离子体发射光谱法测定钙（Ca）、铜（Cu）等多种矿物质含量。同时，研究人员还测定了土壤的多项参数，并通过调查获取草地管理信息，计算土地利用强度指数（LUI）。此外，研究人员获取并计算了植物群落的多种特征和多样性指标。最后，利用部分冗余分析（RDA）、多标准决策分析（MCDA）和混合效应模型等统计方法对数据进行分析。

研究结果如下：

1. 矿物质浓度差异：不同气候和土壤湿度组的牧草矿物质浓度存在显著差异。例如，山区和亚山区的牧草与大陆和大西洋地区的牧草相比，钾（K）、锰（Mn）等多种矿物质浓度不同；中生至旱生草地组和湿润草地组的牧草在钙（Ca）、铁（Fe）等矿物质浓度上也有明显差异。而且，多数矿物质的测量浓度在肉牛健康推荐阈值范围内，但铜（Cu）、钠（Na）和磷（P）大多低于下限，部分钙（Ca）、铜（Cu）等元素浓度高于上限。
2. 影响牧草矿物质浓度的因素：RDA 分析表明，植物群落特征、土壤特性和管理强度等约束变量能解释矿物质浓度值 18.72% 的变化。叶干物质含量的群落加权平均值（LDMC_CWM）、非豆科草本植物（forb）百分比覆盖和豆科植物覆盖等植被特征，以及土壤 pH 值和土地利用强度（LUI）对牧草矿物质含量有显著影响。
3. 影响牧草矿物质含量质量的因素：混合效应模型显示，植物群落特征中，物种均匀度、比叶面积的群落加权平均值（SLA_CWM）和叶干物质含量的功能丰富度（FRic_LDMC）与牧草矿物质含量质量（MinQ）呈正相关，而禾本科植物和 forb 的百分比覆盖、LDMC_CWM与 MinQ 呈负相关。

在研究结论和讨论部分，研究发现物种均匀度和 FRic_LDMC与 MinQ 正相关，表明高物种均匀度可能通过稀释效应使矿物质浓度处于推荐阈值内。植物功能类型中，forb 虽与多种矿物质正相关，但因其某些矿物质可能过量，导致与 MinQ 负相关。同时，LDMC_CWM和 SLA_CWM与牧草矿物质含量变化相关，SLA_CWM与多数矿物质含量正相关，而 LDMC_CWM则相反。土壤 pH 值是影响牧草矿物质含量的主要土壤因素，主要影响锰（Mn）和钠（Na）含量。

此外，研究还表明多数半自然草原的牧草在钙（Ca）、铁（Fe）等矿物质方面具有良好的营养价值，能满足肉牛标准需求，部分样地的 MinQ 甚至高于参考草地。这说明半自然草原的管理与可持续肉牛养殖在矿物质供应上具有兼容性。不过，研究也存在局限性，例如所提出的牧草矿物质质量指标未考虑某些矿物质的比例关系，且牲畜矿物质需求缺乏共识，推荐阈值可能不适用于所有品种的牛。

总体而言，这项研究揭示了半自然草原中物种多样性与牧草矿物质质量之间的良好兼容性，强调了半自然草原在为健康牲畜提供高营养品质牧草方面的重要性。未来，进一步研究可聚焦于特定草地栖息地类型和环境条件下功能性状与牧草矿物质含量的关系，同时完善动物矿物质需求信息，以帮助农民更好地决策，推动畜牧业的可持续发展。