《Journal of Plant Ecology》：Simulated livestock defoliation enhances plant diversity and productivity in China’s grasslands: A meta-analysis
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本研究针对放牧管理中家畜采食对草地生态系统的复杂影响，通过整合96项研究、1006组观测数据，系统解析了模拟采食对植物多样性（丰富度、均匀度等）与生产力（ANPP、AGB、BGB）的调控机制。结果表明，适度采食可显著提升物种多样性与地上净初级生产力，且二者变化呈正相关；采食效应受强度、季节、气候及草地类型显著调节。该研究为优化草地可持续管理提供了关键科学依据。
放牧作为全球草地最主要的人类活动之一，通过采食、践踏和粪尿返还等途径深刻影响着植物群落的组成与功能。然而，放牧对草地生态系统的影响犹如一把双刃剑：适度放牧可能促进植物多样性和生产力的协同提升，过度放牧却可能导致草地退化。为了精准解析采食这一核心机制，科学家常采用刈割实验模拟家畜采食，但以往研究结论不一，且缺乏对大尺度格局的系统评估。在中国这样一个拥有丰富草地类型（如高寒草甸、典型草原、荒漠草原等）的国家，厘清采食对生态系统的影响机制，对草地保护与可持续利用至关重要。
为此，兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室的刘宇、冯彦丽、王向生及通讯作者訾红彪等人，在《Journal of Plant Ecology》上发表了一项整合分析研究。团队检索了截至2025年5月31日的Web of Science和中国知网数据库，筛选出96篇符合标准的研究，涵盖1006组对照与处理观测数据，系统评估了模拟采食对中国草地植物多样性（包括丰富度、香农指数、辛普森指数、皮卢指数、马加利夫指数）和生产力（地上生物量AGB、地下生物量BGB、地上净初级生产力ANPP）的影响。研究通过随机效应模型计算自然对数响应比（lnRR），并运用元回归和随机森林模型分析调节因子（如采食强度、季节、实验时长、气候因子和草地类型）的贡献。
关键技术方法
研究团队通过系统文献检索与数据提取，整合了来自中国不同草地类型的野外控制实验数据；采用元分析（meta-analysis）量化采食效应，以自然对数响应比（lnRR）作为效应值，并利用限制性最大似然法（REML）计算加权效应大小；通过混合效应模型和元回归解析调节变量的异质性；结合随机森林模型评估预测因子的重要性；采用Egger回归和失安全系数检验发表偏倚。
植物多样性对模拟采食的响应及驱动因素
研究发现，模拟采食总体上显著提高了物种丰富度和香农指数，但对均匀度指数的影响因季节和强度而异。采食时间显著调节多样性响应：生长季中期和后期采食均促进多样性提升，而早期采食效果不显著。采食强度呈现“驼峰型”关系，中度采食对多样性的正向效应最强，符合中度干扰假说。实验时长超过5年时，多样性正向响应更明显。草地类型中，高寒草甸的多样性对采食无显著响应，而典型草原、荒漠草原和草甸草原均表现出显著增加。环境梯度分析表明，物种丰富度响应随海拔和干旱指数升高而减弱，香农指数响应仅与海拔负相关。
生产力指标对模拟采食的响应及驱动因素
采食显著降低了地上生物量（AGB），但提升了地上净初级生产力（ANPP）和地下生物量（BGB）。AGB的负效应在生长季中期最强，且随采食强度增加而加剧；BGB则在轻度采食、生长季后期及短实验周期下显著增加，干旱地区效应更突出。ANPP的响应呈强度依赖性：轻中度采食促进ANPP，重度采食无显著效应。典型草原、荒漠草原和高寒草甸的ANPP对采食呈正向响应，而草甸草原无显著变化。环境因子中，BGB响应与年均降水量负相关，AGB响应与干旱指数正相关。
多样性-生产力关系在采食条件下的耦合机制
研究首次在大尺度上揭示了采食条件下多样性（以香农指数、皮卢指数和马加利夫指数为代表）与ANPP变化呈显著正相关，但物种丰富度与ANPP的关联不显著。这一关系受草地类型、采食强度和季节调节：典型草原的中度采食下香农指数与ANPP正相关，而草甸草原的马加利夫指数在重度采食下与ANPP协同变化。短实验周期（≤5年）中多样性-生产力耦合更强。
研究结论与意义
本研究通过整合中国草地的模拟采食实验，证实了采食可通过资源再分配和竞争释放同时促进植物多样性与生产力，但效应高度依赖环境背景。中度采食和生长季后期干预是维持生态平衡的关键策略；高寒草甸对采食的“惰性”响应警示高海拔生态系统需特殊管理。多样性-生产力的正关联凸显了群落结构（如均匀度）在调控生态系统功能中的核心作用。研究成果为草地适应性管理提供了实证基础，强调需根据区域气候和草地类型制定差异化放牧方案，以实现生态保护与生产协同。
