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草地退化影响植物群落结构与生产力机制不明。研究人员在青藏高原东部 64 个高寒草甸站点研究不同退化阶段植物群落特性。结果显示，退化使植物多样性先升后降、生物量显著减少、功能群改变。该研究为草地保护提供依据。
在广袤的地球上，草地占据着约 25% 的陆地表面，我国更是拥有全球 40% 以上的草地资源。草地生态系统不仅在生态平衡中扮演着至关重要的角色，对经济发展和畜牧业也有着深远影响。然而，近年来，气候变化和人类活动的双重 “攻击”，让大量天然草地陷入退化的困境。就拿青藏高原的高寒草甸来说，近一半都未能幸免。
在草地退化研究领域，以往的目光大多聚焦在严重退化的草地，对于轻度至中度退化区域的关注相对较少。而且，在植物多样性和生物量变化方面，学界也存在诸多争议。比如，不同研究对植物多样性在退化过程中的变化趋势结论不一，有的认为会下降，有的则发现会先升后降。生物量方面同样如此，地上生物量（AGB）和地下生物量（BGB）在退化时的变化情况众说纷纭。此外，植物功能群（PFGs）中，禾草、莎草和杂草对环境变化的响应差异，以及它们之间的相互关系，在退化草地研究中也未得到足够重视。为了解开这些谜团，探寻草地退化背后的真相，中国的研究人员踏上了探索之旅。
研究人员在青藏高原东部边缘的高寒草地展开调查，这片区域位于北纬 30°33′33″ - 34°13′8″，东经 99°35′42″ - 103°34′9″，海拔在 2976 - 4307 米之间。他们选取了 64 个不同退化阶段（植被覆盖 VC>60%）的站点，涵盖四个退化阶段（CⅠ - CⅣ），试图从中找到答案。
研究人员运用了样地调查、植物分类鉴定以及数据分析等技术方法。在样地调查时，详细记录每个站点的植被信息；通过植物分类鉴定，识别出研究区域内的物种；利用部分最小二乘法路径模型（PLS - Path Modeling）等数据分析手段，深入探究环境因素与群落特性之间的关系。
植物多样性沿退化阶段的变化
研究发现，植物群落的物种丰富度（RI）、香农 - 威纳指数（H）和辛普森指数（SI）都随着退化程度的加深而增加，尤其是在 CⅡ 和 CⅢ 阶段，这种变化十分显著（p＜0.05）。在 CⅢ 阶段，物种丰富度达到最高值 15.27；而 H 和 SI 指数则在 CⅡ 阶段达到峰值，且这些指数的最大值相比未退化阶段增加了超过 20%。在未退化的 CⅠ 阶段，植物多样性指数明显低于 CⅡ 和 CⅢ 阶段。这是因为在完整的草地中，禾草和莎草茂密的根系层阻碍了竞争力较弱的植物物种定居。而随着退化的加剧，禾草地上生物量（G - AGB）、莎草地上生物量（S - AGB）和地下生物量（BGB）显著减少，为新物种，特别是杂草的入侵创造了机会。
植物功能群的变化
在高寒草甸中，禾草、莎草和杂草是三个关键的植物功能群。随着草地退化，它们之间的优势地位发生了明显变化。原本，禾草、莎草和杂草共同占据优势，但退化后，杂草逐渐取代了它们，成为退化草地中的唯一优势植物功能群。这一变化是由于新的杂草物种入侵，使得杂草在群落中的占比不断增加。这种植物功能群的转变，不仅影响了草地的物种组成，还对整个生态系统的结构和功能产生了深远影响。
生物量的变化
随着草地退化，地上生物量（AGB）和地下生物量（BGB）均显著下降（p＜0.05），总生物量从 3995 g/m2 降至 2212 g/m2。禾草和莎草的地上生物量下降尤为明显，这直接导致了草地经济价值的降低。因为禾草和莎草是优质牧草，它们生物量的减少，意味着可供牲畜食用的优质草料减少。同时，地下生物量的下降也影响了土壤的稳定性和养分循环，对整个生态系统的健康造成了威胁。
环境因素的影响
研究还发现，影响群落特性的关键环境因素会随着退化阶段的不同而变化。通过部分最小二乘法路径模型分析表明，草地退化主要通过改变植物功能群，以及消耗土壤水分和养分含量，进而减少群落生物量积累。在退化初期，土壤养分的减少可能是导致生物量下降的主要原因；而在退化后期，植物功能群的改变对生物量的影响更为突出。
综合来看，该研究表明，草地退化虽然在一定程度上增加了植物群落的多样性和复杂性，但却极大地减少了植物生物量积累。退化过程中，植物功能群的转变，使得杂草成为优势种群，虽然在中度退化阶段（CⅡ 和 CⅢ）植物多样性显著增加，但禾草和莎草地上生物量的下降，严重影响了草地的生态功能和经济价值。这一研究结果为草地生态系统的保护和恢复提供了重要的理论依据。研究人员建议，应制定有针对性的恢复策略，重点保护禾草和莎草等关键植物功能群，以维持草地生态系统的服务功能，保障畜牧业的可持续发展和生态平衡。这项研究成果发表在《Agriculture, Ecosystems 》上，为全球草地退化研究贡献了重要力量，也为后续相关研究指明了方向。
