成都生物所李芳兰团队对高寒草甸草皮剥离保存效果的研究获新进展

　　

高寒草甸草皮由致密的植被根系与土壤交织形成，是高原生态系统的天然保护层。它能有效防止水土流失、固持碳氮养分，并为独特的高寒生物提供栖息地。在道路修建、矿山修复等工程中，剥离的草皮常需暂时堆放保存，待工程结束后再回铺以恢复植被。草皮与土壤分离后，根系受损，水分和养分循环被阻断，必然引发土壤微生物群落和功能的剧变。这种变化如何影响草皮的“生态活力”，直接关系到回铺后的恢复效果。然而，草皮堆放如何影响生态系统多功能性尚不明确，尤其是高寒生态系统中不同营养级之间的协同与权衡。

本研究通过为期两年的草皮堆放控制实验，系统比较了自然草甸、平铺存放草皮与堆叠存放草皮三种处理下的地上和地下功能的变化。研究系统监测了植物物种组成与多样性、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个关键指标，综合量化了生物量生产、有机质分解和养分循环等功能，并在此基础上评估了生态系统多功能性（EMF）。研究发现，1）两种存放方式对植物和微生物的影响截然不同。平铺存放导致植物物种丰富度下降，而堆叠存放反而因创造了微生境促进了种子截留与萌发，使植物多样性有所增加。两种方式都显著降低了土壤微生物的多样性，并简化了其共现网络拓扑结构。2）与自然草甸相比，平铺和堆叠草皮降低了微生物多样性和网络复杂性，但它们对EMF的总体影响存在差异，即堆叠草皮施加正效应，而平铺草皮具有中性效应。这种差异是由与生物量生产、养分循环和有机物分解相关的功能之间的权衡造成的。3）微生物网络复杂性变异对驱动EMF的贡献超过了微生物α-和β-多样性，强调了微生物之间的联系比其分类更为重要。研究表明，细菌是该干扰环境中跨营养水平下EMF的主要驱动因素，而非真菌或植物。

研究结果不仅促进了对人工干扰生境下生物多样性-生态系统功能关系的理论认识，也为优化草皮堆放技术、实现植被恢复目标与生物多样性保护目标的协同提供了实践层面的机制依据。我们建议在草皮储存或其他人为干扰期间补充乡土种子，有助于减轻对某些功能（例如植物生产力）衰退带来的负面影响。

该研究成果已于近期发表于土壤学知名期刊Applied Soil Ecology。中国科学院成都生物研究所博士毕业生黄龙（现工作单位重庆理工大学）与博士生韦丹丹为论文共同第一作者，李芳兰青年研究员为通讯作者。研究得到了四川省自然科学基金和中国铁路科技开发计划的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0929139325008030?dgcid=coauthor

图1 生态系统功能及其之间的关系

图2 生态系统多功能性的驱动因子

图3 文章摘要图