半干旱牧场野生动物过度放牧对草本植被的干旱期影响及旱后恢复机制研究

本研究针对半干旱牧场系统中野生动物过度放牧与极端干旱协同作用对草本植被的影响展开，通过对比轻度和重度放牧区的植被覆盖度、生物量及物种多样性等参数，揭示了降雨是植被动态的主要驱动因素，但重度放牧导致物种多样性降低和先锋物种优势化。成果为理解非平衡模型（NEP）的适用性及野生动物与牲畜放牧差异提供了关键证据，对牧场可持续管理具有重要指导意义。

　　

论文解读

研究背景与意义

半干旱牧场的植被动态长期存在“平衡与非平衡系统”的理论争议。传统观点认为降雨是主导因素，但过度放牧（尤其是野生动物）与干旱的叠加效应如何影响植被恢复仍不明确。南非南部卡拉哈里地区的Witsand自然保护区因长期野生动物超载（如南非大羚羊Oryx gazella）和60年一遇的极端干旱，成为研究这一问题的天然实验室。随着全球变暖加剧干旱频率，理解牧场退化机制及恢复潜力对生态保护和畜牧业转型至关重要。

研究方法

研究团队在Witsand保护区选取18条样带（9条重度放牧区，9条轻度放牧区），通过相机陷阱验证放牧强度差异。采用50×50 cm样方网格法测量草本植被基盖度（basal cover），结合干生物量（kg DM ha^-1
）和香农-威纳指数（Shannon-Wiener index）评估物种多样性，并基于生态指数法（Ecological Index Method）计算牧场条件得分。数据通过重复测量方差分析（ANOVA）和Tukey HSD检验比较不同放牧强度下的植被响应。

研究结果

1. 基盖度与生物量
干旱期间，轻度放牧区基盖度（4.45±0.59%）显著高于重度放牧区（2.25±0.57%）。旱后第一年，先锋一年生植物（如Schmidtia kalahariensis）快速恢复，但重度放牧区干季生物量（223±45 kg ha^-1
）仍显著低于轻度区（578±34 kg ha^-1
）。

2. 物种多样性与牧场条件
重度放牧区香农指数（1.00±0.13）始终低于轻度区（1.77±0.09），且以一年生杂草为主，牧场条件得分（3.81±0.88）仅为轻度区的26%。

3. 演替变化
轻度放牧区旱后向亚顶极状态转变，而重度放牧区保持先锋状态，且多年生草本未恢复，表明其韧性阈值被突破。

结论与讨论

研究表明：

1. 降雨主导性：草本覆盖与生物量变化主要由降雨驱动，但重度放牧通过降低物种多样性削弱系统韧性。
2. 模型适用性：轻度放牧区符合非平衡模型（NEP），而重度放牧区呈现混合特征，说明退化程度影响模型预测准确性。
3. 野生动物与牲畜差异：尽管野生动物放牧同样导致退化，但其空间影响范围因栖息地偏好而异，提示管理需关注物种特异性行为。

该成果发表于《Rangeland Ecology》，为半干旱牧场在气候变化下的适应性管理提供了科学依据，强调维持合理放牧强度是避免不可逆退化的关键。未来研究需结合长期监测，进一步量化植被恢复的时间尺度与阈值机制。