维京地区的杂草：干扰优势禾本科植物对苔原草原植物更新的影响

《Oikos》：Forbs in Viking lands: the effect of disturbing dominant graminoids on recruitment in tundra grasslands

北极苔原草甸中，优势禾本科植物（簇生/匍匐、高/低硅）通过遮阴和地下根系抑制双子叶植物（forbs）招募。实验表明，手动移除禾本科显著促进forbs幼苗（平均123 vs 42），而小型啮齿类干扰效果不显著。高硅禾本科与土壤湿度、初始 forb 覆盖正向关联，低硅禾本科则受限于地下资源竞争。研究表明， intense干扰（如史前大型食草动物）可创造forbs安全萌发环境，而日常干扰不足。

　　在北极苔原草甸生态系统中，植物群落的结构和动态对于理解生态系统的功能和维持生物多样性具有重要意义。草本植物（grasses）构成了苔原草甸的主要部分，然而，草本以外的开花植物（forbs）在这些生态系统中同样占据重要地位，不仅在物种多样性方面有所贡献，还为食草动物提供了关键的营养来源。尽管如此，forbs的丰富度却常常低于草本植物，这可能与草本植物在生长过程中对forbs的限制有关。本文探讨了这种限制是否可以通过人为或自然的干扰来缓解，特别是在模拟了巨型食草动物影响的实验中，forbs的招募是否得到了显著增强。

研究者选择了挪威瓦兰格半岛的苔原草甸中的80个样地，这些样地分别由四种成功的草本植物主导，包括硅含量高或低的两种形态类型：垫状（mat）和丛生（bunch）。样地进一步划分为被小型啮齿动物干扰和未被干扰的区域。为了模拟巨型食草动物对草本植物的干扰，研究者手动移除了这些样地中的主要草本植物，以减少其遮荫能力和地下根茎网络。结果显示，手动移除所有四种草本植物后，forbs的招募在一年内显著增加，且这种效应在四种草本植物之间表现相似，即使它们与不同的植物群落相关联。然而，小型啮齿动物的干扰并未显著增强forbs的招募。在被小型啮齿动物干扰的草本植物样地中，手动移除仅在硅含量高的草本植物样地内对forbs的招募产生了积极影响。此外，初始物种丰富度、forbs的初始丰富度以及土壤湿度对forbs的招募也有促进作用。这些发现支持了研究者关于强烈干扰（如模拟巨型食草动物对草本植物的影响）能够显著促进forbs招募的假设。

forbs在苔原生态系统中扮演着重要的角色，它们不仅为食草动物提供丰富的营养，还在维持生态系统的多样性方面发挥关键作用。然而，由于草本植物在竞争中的优势，forbs的招募往往受到限制。草本植物通过其密集的垫状结构或丛生结构，占据着上层土壤层，从而限制了其他植物的生长空间。此外，一些草本植物具有高硅含量的叶片，这使得它们在生长季节中对食草动物的可食性较低，进一步加剧了对forbs的抑制。这种现象表明，草本植物在苔原生态系统中可能具有多重优势，从而限制了forbs的招募。

研究者通过实验设计，探讨了不同干扰类型对forbs招募的影响。实验地点选在瓦兰格半岛的Suovvejohka河支流沿岸的草甸区域，这些区域具有丰富的草本植物群落，包括forbs和其他植物种类。研究者在实验中设置了两种主要的干扰类型：手动移除草本植物和自然发生的啮齿动物干扰。手动移除的样地通过移除草本植物的地上部分和地下部分，从而模拟了巨型食草动物的干扰效果。而自然发生的啮齿动物干扰则包括植被修剪、通道和粪便的存在。研究者发现，手动移除草本植物显著提高了forbs的招募，而啮齿动物干扰的效果则较为有限。

此外，研究者还考虑了初始样地条件对forbs招募的影响。初始的物种丰富度、forbs的覆盖度以及土壤湿度都被发现与forbs的招募呈正相关。这意味着，样地的环境条件在forbs的招募过程中起到了重要作用。然而，某些草本植物，如硅含量低的垫状草本植物Anthoxanthum nipponicum，其招募数量较少，这可能与其所处的环境条件有关。例如，这些样地的土壤湿度较低，这可能限制了forbs的生长和招募。

研究还发现，不同草本植物的形态和硅含量对forbs的招募有不同影响。硅含量高的草本植物在手动移除后，forbs的招募显著增加，而硅含量低的草本植物在某些情况下则没有显示出同样的效果。这表明，草本植物的硅含量可能影响其对forbs的抑制程度。同时，实验结果也显示，啮齿动物的干扰在某些情况下未能有效促进forbs的招募，这可能与干扰的强度和频率有关。

总的来说，本研究揭示了在苔原草甸生态系统中，草本植物对forbs的招募具有显著的限制作用。然而，通过强烈的干扰，如模拟巨型食草动物的影响，可以有效打破这种限制，促进forbs的生长和招募。这不仅有助于理解苔原生态系统中植物群落的动态变化，也为未来的生态管理和保护提供了重要的理论依据。研究结果强调了在当前的生态系统中，维持和恢复forbs的丰富度可能需要更强烈的干扰措施，以促进其生长和生存。同时，研究也指出了不同干扰类型和环境条件对forbs招募的影响，为未来的生态研究和管理提供了新的视角。