牛群放牧调控外来禾草入侵并恢复热带稀树草原地表多样性与结构的生态机制研究

《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Cattle grazing controls non-native grass invasion and restores ground layer diversity and structure in tropical open ecosystems

本研究发现，在巴西塞拉多（Cerrado）生态系统中，采用轮牧（rotation grazing）方式的牛群放牧能有效控制入侵性禾草（如Urochloa brizantha），使总物种丰富度提升20%，地表层丰富度增加30%。通过BACI（Before-After-Control-Impact）实验设计证实，放牧显著改变了植物群落结构，降低了入侵及原生禾草盖度，促进了非禾本科草本植物（forbs）、亚灌木（subshrubs）和灌木（shrubs）的恢复。研究强调，基于证据的放牧管理可作为自然解决方案（nature-based solution），在“法定保护区”（legal reserves）内实现生态与经济可持续性的双赢。

　　

Relationships between invasive grasses and native vegetation

入侵性禾草与原生植被的关系

每平方米的物种丰富度、原生禾草盖度以及非禾本科草本植物（forbs）+亚灌木（subshrubs）盖度均与入侵性禾草盖度呈负相关（图2；表S1）。在木本植物组分中，灌木盖度与入侵性禾草盖度存在显著关系，但模型解释力较低（伪R2=0.09）。相反，乔木盖度与入侵性禾草盖度无显著相关性（p=0.06）。

Short-term changes in community diversity, structure and composition in grazed and ungrazed areas

放牧与未放牧区群落多样性、结构和组成的短期变化

实验初期（第0年），放牧区与未放牧区在群落多样性、结构和组成上无显著差异。

Discussion

讨论

关于放牧能否同时促进原生植被生长并抑制入侵物种的争论已持续数十年。新兴证据支持将放牧作为生物多样性管理工具，推动讨论焦点转向如何优化放牧策略以构建并维持理想且具韧性的植物群落（Baggio et al., 2021）。本研究通过实证探讨牛群放牧是否在控制入侵物种的同时惠及原生植被，结果明确显示：适度放牧可显著降低入侵禾草生物量，增加裸土面积至原始草原参考水平，并促进具根冠（root crowns）和直根（taproots）的物种再生（resprouting）。这些适应性状使植物在采食后能快速恢复，从而提升群落抗干扰能力。

Conclusions

结论

基于本实验，适度管理的放牧对受非原生禾草入侵的自然草原利大于弊。它能够降低入侵物种盖度，同时提升地表层生物多样性。这些益处可进一步改善生态系统功能与服务，如促进水源供给（Honda and Durigan, 2016）、调节火循环、遏制生物多样性丧失（Wieczorkowski and Lehmann, 2022）等。放牧应被视为开放生态系统（open ecosystems）保护与恢复的自然解决方案（nature-based solution），但需制定基于证据的“如何放牧”指南，以确保系统生态与经济可持续性。