1、第 32 卷第 4 期Vol.32,No.4208-2202023 年 4 月草业学报ACTA PRATACULTURAE SINICA江奥,敬路淮,泽让东科,等.放牧影响草地凋落物分解研究进展.草业学报,2023,32(4):208220.JIANG Ao,JING Lu-huai,MIPAM Tserang-donko,et al.Progress in research on the effects of grazing on grassland litter decomposition.ActaPrataculturae Sinica,2023,32(4):208220.放牧影响草地凋
2、落物分解研究进展江奥1,敬路淮1,泽让东科2,田黎明1*(1.四川大学生命科学学院,生物资源与生态环境教育部重点实验室,四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站,四川 成都 610065;2.西南民族大学青藏高原研究院,四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站,四川 成都 610041)摘要:放牧是草地生态系统的主要土地利用方式之一,能够通过改变土壤环境、土壤生物与非生物因素、凋落物质量与产量调控草地凋落物分解,进而影响草地生态系统养分循环和能量流动,但放牧如何影响草地凋落物分解过程及其微生物机制仍缺乏统一认识。本研究利用文献计量分析,回顾了放牧影响草地凋落物分解的历史发展并剖
3、析了各阶段热点研究内容,从土壤环境(水分、温度、容重、光照、pH 等)、微生物活动(群落结构、养分、主场效应)、凋落物质量(植物群落结构、植物多样性、凋落物质量)等多个方面阐释了放牧影响草地凋落物分解的研究进展与不足,并进一步总结放牧导致的草地凋落物分解变化对养分循环的影响。基于上述分析,提出未来重点研究方向:1)加强长期放牧强度控制试验联网建设;2)亟须查明放牧条件下不同径级根系凋落物分解机制;3)探明放牧对混合凋落物分解的影响机理;4)以植物-凋落物-土壤环境-微生物为整体,系统阐释放牧影响凋落物分解的关键过程及机制;5)综合考虑放牧与全球变化要素对凋落物分解过程的协同影响。以期为深入探讨
4、全球变化对草地凋落物分解的影响,以及草地生态系统服务功能的维持机制与可持续发展提供科学依据。关键词:放牧;草地生态系统;凋落物分解;土壤微生物;凋落物质量;养分循环Progress in research on the effects of grazing on grassland litter decompositionJIANG Ao1,JING Lu-huai1,MIPAM Tserang-donko2,TIAN Li-ming1*1.Key Laboratory for Bio-resource and Eco-environment of Ministry of Education,
5、Sichuan Zoige Alpine Wetland Ecosystem NationalObservation and Research Station,College of Life Sciences,Sichuan University,Chengdu 610065,China;2.Sichuan Zoige AlpineWetland Ecosystem National Observation and Research Station,Institute of Qinghai-Tibetan Plateau,Southwest Minzu University,Chengdu 6
6、10041,ChinaAbstract:Grazing,as one of the major land-use types in grassland ecosystems,regulates litter decompositionthrough altering the soil environment,biotic and abiotic factors,and litter quantity and quality,thus affecting nutrientcycling and energy flow.However,there is still much to learn ab
7、out how grazing affects litter decomposition ingrasslands and the microbial mechanisms related to this process.In this study,we conducted a bibliometric analysisand literature review to provide an overview of research on grazing and its effects on litter decomposition.Theprogress and deficiencies of
8、 research on the effects of grazing on litter decomposition in grasslands were clarified fromthree aspects,i.e.,the soil environment(e.g.,soil moisture,soil temperature,bulk density,light,and pH),microbial activity(e.g.,community structure,nutrients,and home-field advantage),and litter quality(plant
9、community structure,plant diversity,and litter quality).We summarized the results of studies on the effects ofDOI:10.11686/cyxb2022160http:/收稿日期:2022-04-12;改回日期:2022-06-08基金项目:国家自然科学基金项目(42001055),中央高校基本科研业务费专项资金(2021SCU12100)和兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室开放课题资助。作者简介:江奥(1993-),男,四川成都人,在读硕士。E-mail: 通信作者 Corres
10、ponding author.E-mail:第 32 卷第 4 期草业学报 2023 年grazing-induced changes in litter decomposition on nutrient cycling.On the basis of our findings,we propose severalfuture research directions:1)Construct a network of long-term experiments in which grazing intensity ismanipulated;2)Explore the mechanisms b
11、y which grazing affects the litter decomposition of roots with varyingdiameters;3)Determine the effects of grazing on mixed-species litter decomposition;4)Identify the key processesand mechanisms by which grazing affects litter decomposition from a systematic perspective that integrates plant-litter
12、-soil and environment-microorganisms;and 5)Determine the synergistic effects of grazing and global change onlitter decomposition.This study provides a scientific basis for understanding how global change will affect litterdecomposition and the mechanisms underlying the maintenance and sustainable de
13、velopment of ecosystem services ingrasslands.Key words:grazing;grassland ecosystem;litter decomposition;soil microorganism;litter quality;nutrient cycling草地是陆地重要生态系统之一,约占地球陆地面积的 40%,维持着 20%30%的陆地生产力1-2。草地储存了超过 10%的全球陆地生物量碳与 10%30%土壤有机碳,提供了全球 30%50%的畜产品3,在全球变化、碳氮及养分循环、畜牧业发展等方面具有重要作用,且在实现“碳达峰,碳中和”战略目标
14、方面具有巨大潜力。放牧是草地生态系统主要土地利用方式之一3,合理的放牧强度与方式能够保障草畜平衡,维持草地健康、稳定及可持续发展。此外,凋落物作为地上与地下生态系统连接的关键枢纽4,约 50%99%的地上净初级生产力会变成凋落物并进入土壤食物链5,因而其分解速率在一定程度上决定着土壤有机质形成、养分矿化速率和陆地生态系统碳平衡6,并最终影响着养分循环和能量流动。近年来,关于放牧影响凋落物分解过程及其对养分循环、生态系统功能等影响已有大量研究,但由于时空异质性与多重研究手段等问题,当前对放牧影响草地凋落物分解的认识尚不系统。本研究详细梳理了放牧与草地凋落物分解的相关研究进展,提出未来的发展方向,
15、以期为实现草地资源合理开发与可持续利用提供科学依据。1基于文献计量的研究发展态势分析1.1历史发展本研究以放牧与草地凋落物为研究对象,运用文献计量学的方法,利用 Web of Science(WOS)、Scopus 和CNKI数据库对 1950-2021年期间全球草地生态系统放牧与凋落物相关研究的中英文文章进行检索(参见:文献计量分析检索式),共检索到文献 4190 篇(WOS:2849篇,Scopus:1196篇,CNKI:265篇,其中 120 篇重复),并利用 CiteSpace 5.8.R3对文献进行关键词频次统计、关键词共现和引用突变分析。文献计量分析检索式:WOS 数据库文献计量分
16、析检索式:“TS=(grazing)or TS=(livestock)”and“TS=(litter)”and“TS=(grassland)or TS=(steppe)or TS=(meadow)or TS=(savanna)or TS=(pasture)”。Scopus 数据库文献计量分析检索式:“TITLE-ABS-KEY(grazing)or TITLE-ABS-KEY(livestock)”and“TITLE-ABS-KEY(litter)”and“TITLE-ABS-KEY(grassland)or TITLE-ABS-KEY(steppe)or TITLE-ABS-KEY(meadow)or TITLE-ABS-KEY(savanna)or TITLE-ABS-KEY(pasture)”。CNKI数据库文献计量分析检索式:“SU%=放牧”and“SU%=凋落物”and“SU%=草地 or SU%=草原 or SU%=草甸 or SU%=疏林草原 or SU%=牧场”。总体上,放牧影响草地凋落物分解大致可以分为 4个阶段(图 1)。20世纪 70年代以前,草地凋落物研究主要关