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半自然草原面临威胁，为评估火烧（PB）对山地纳杜斯草原管理的有效性，研究人员开展实验。结果表明，低频 PB 能平衡植被结构和多样性，对土壤参数影响小。该研究为草原管理提供了科学依据。
在欧洲，半自然草原如同生物多样性的宝藏库，滋养着丰富的动植物，还肩负着提供牲畜饲料、储存二氧化碳等重要生态使命。然而，随着社会经济的变革，传统的低强度土地利用方式逐渐式微，草原面临着农业集约化和土地弃耕的双重夹击。农业集约化带来过度开垦与化肥滥用，土地弃耕则使草原陷入自然演替的无序状态，植被结构恶化，物种多样性锐减，尤其是在偏远山区，情况更为严峻。例如，长期弃耕的草原，高大的竞争植物肆意生长，将许多对环境敏感的草原特有物种逼至绝境；而持续的生态演替，还可能让草原被木本植物侵占，失去原本的生态特色。
为了破解这一困境，德国研究人员挺身而出，开展了一项长达 8 年的实验研究。他们将目光聚焦于火烧（Prescribed Burning，PB）这一传统却又在现代草原保护中被忽视的管理手段，试图探寻其在山地纳杜斯草原（montane Nardus grasslands）管理中的奥秘。研究人员在德国中部的罗恩山脉选取了两个实验场地，这里的纳杜斯草原分为物种丰富和物种贫瘠两种群落类型，均面临着结构退化的难题。研究人员对实验场地施加了三种不同频率的火烧处理 —— 每年一次、每两年一次和每三年一次，并设置了未处理的休耕地块作为对照。在实验期间，他们密切监测土壤参数、植被结构、植被组成和多样性的变化。
研究结果令人眼前一亮。在土壤参数方面，火烧对其影响微乎其微。土壤 pH 值呈上升趋势，但这一变化与火烧无关，可能是由于草原从过去的酸化状态中逐渐恢复；总氮含量基本保持稳定，磷含量虽有小幅上升，但同样不受火烧影响。在物种多样性上，火烧的影响因群落类型而异。在物种丰富的群落中，频繁火烧（每年一次）会导致物种丰富度下降，而每两年或每三年一次的火烧则能维持物种丰富度；在物种贫瘠的群落中，火烧频率对物种丰富度没有显著影响。不过，频繁火烧会降低群落的均匀度，而每三年一次的火烧能使均匀度保持稳定，甚至有所增加。在植被结构上，火烧展现出强大的调控能力。它能降低植被高度、减少植被覆盖，还能有效减缓凋落物积累，尤其是对苔藓覆盖的抑制作用最为明显。在物种贫瘠的群落中，火烧减缓了凋落物积累速度；在物种丰富的群落中，火烧和休耕地块的凋落物积累都有所减少。
这项研究成果发表在《Biological Conservation》上，意义重大。它证实了低频火烧，特别是每三年一次的火烧，是维持山地纳杜斯草原良好保护状态的有效工具。低频火烧既能改善草原的结构生境条件，为草原植物创造生长机会，又能最大程度减少火烧对物种多样性的负面影响。同时，也为在难以到达或经济上难以常规管理的草原区域提供了可行的管理方案。
在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：一是设立长期实验，选取德国罗恩山脉的两个实验场地，对不同类型的纳杜斯草原进行多年的火烧处理和监测；二是数据采集，每年在植被生长期间，在每个处理地块设置多个永久测量样地，估算维管束植物物种丰度、植被结构变量，采集土壤样本；三是统计分析，通过计算变化分数、拟合线性混合效应模型等方法，分析火烧对植被结构和多样性的影响。
研究结果具体如下：
- 对土壤参数的影响：土壤 pH 值在两个群落中均随时间上升，与火烧无关；总氮含量保持稳定；物种贫瘠群落的磷含量略有增加，也与火烧无关；C:N 比和土壤有机质含量（SOM）虽有变化，但火烧处理和休耕地块的变化相似。
- 对物种多样性的影响：在物种丰富的群落中，物种丰富度随火烧频率增加而降低；在物种贫瘠的群落中，物种丰富度变化与火烧无关。火烧显著影响群落均匀度，频繁火烧降低均匀度，每三年一次的火烧能维持或增加均匀度。火烧对特征物种数量没有显著影响。
- 对植被结构的影响：火烧显著改变植被结构，包括植被覆盖、凋落物覆盖和苔藓覆盖。在物种丰富的群落中，火烧降低植被高度；在物种贫瘠的群落中，植被高度变化与火烧处理无关。火烧能减少凋落物积累，对苔藓覆盖有显著的负面累积效应，且在不同群落中的表现有所差异。
研究结论和讨论部分指出，低频火烧是维持山地纳杜斯草原生态平衡的关键。它能有效应对草原次生演替带来的负面影响，为草原物种创造适宜的生存环境。同时，研究也发现，火烧对草原生态系统的影响因初始植被组成而异，强调了在应用火烧管理时，需充分考虑当地条件和初始物种组成。此外，研究还存在一定局限性，如实验设计的重复有限，难以严格控制非生物条件等。未来研究应从功能性状角度深入探索火烧对草原群落结构的影响机制，以进一步优化火烧管理策略，为全球草原生态保护提供更有力的支持。
