提高刈割频率可恢复农田半自然生境质量：基于生产力与优势种调控的生态恢复机制研究

本研究发现，在受干扰的高生产力农田半自然生境中，通过调整刈割频率可有效打破优势植物（dominant forbs）的光竞争抑制，从而恢复植物物种丰富度。研究通过6年控制实验证明，高生产力条件下每年需3-4次刈割才能实现物种多样性提升。该成果为农业景观中半自然生境（semi-natural habitats）的质量优化提供了可量化的管理策略，对生物多样性保护与农业可持续发展具有重要实践意义。

　　

1 引言

农业景观中的田埂、路旁带和树篱等半自然生境（semi-natural habitats）是维持生物多样性的关键区域，为传粉者和天敌等功能物种提供栖息地与越冬场所。然而，这些生境因暴露于农业化学品而普遍具有高生产力，导致植被以少数高大速生种（如Rubus fruticosus, Elymus repens）为主，物种丰富度低。传统生态理论认为物种丰富度与生产力呈驼峰关系，但最新研究表明光竞争（competition for light）而非生产力本身才是驱动物种减少的核心机制。通过定期去除地上生物量（defoliation）打破优势种的光抑制，可能使高生产力生境也能维持高物种丰富度。

2 材料与方法

研究基于荷兰瓦赫宁根沙质土壤上的长期实验平台，在原除草剂处理停止后保留施肥处理（0、55、110 kg N ha^?1 year^?1），并将刈割频率设置为每年1-4次。植被调查采用改良的Braun-Blanquet盖度估算法，数据分析通过三因素方差模型（ANOVA）检验生产力、刈割频率和年份对物种丰富度、生物量及功能群（优势非禾本科植物、非优势非禾本科植物、禾本科植物和豆科植物）盖度的交互影响。

3 结果

低生产力条件下，所有刈割频率均促进物种丰富度上升；而高生产力条件下，仅年刈割3-4次能显著提升丰富度（从基线14.9种/m²增至第6年25.3种/m²）。优势非禾本科植物（Tanacetum vulgare, Centaurea jacea, Saponaria officinalis）盖度与物种丰富度呈显著负相关，其响应模式与丰富度相反。非优势非禾本科植物对高刈割频率响应最显著，盖度随刈割次数增加而持续上升。豆科植物盖度随生产力上升而下降，禾本科植物则对刈割频率变化敏感。

4 讨论

研究证实优势种盖度而非生产力本身是物种丰富度的核心驱动因子。刈割通过削弱高大优势植物的资源存储（resource storage）与再生能力，为低矮物种释放光资源。高生产力生境中优势种耐受多次刈割的能力更强，因此需更高刈割频率才能抑制其优势。非线性响应表明过度刈割可能导致禾本科植物优势化或阻碍种子繁殖，建议动态调整刈割策略。研究成果为农田半自然生境的质量提升提供了生态学依据，通过刈割管理可同步实现生物多样性保护与景观功能优化。