土壤因素对草地植物多样性的影响（放牧利用下植物根际磷过程对群落结构）

草原生态系统是陆地生态系统中重要的组成部分，在维持全球生态系统服务功能、保障食物安全、维护社会和谐稳定等方面发挥着巨大作用中国的天然草原面积近4亿公顷，约占我国陆地面积的41% ，相比于世界平均水平，中国草原植物生长受磷的限制更大近年来，由于全球气候变化的影响，中国典型草原土壤的N:P显著提高，土壤中的磷胁迫更加强烈，我来为大家讲解一下关于土壤因素对草地植物多样性的影响?跟着小编一起来看一看吧!

土壤因素对草地植物多样性的影响

草原生态系统是陆地生态系统中重要的组成部分，在维持全球生态系统服务功能、保障食物安全、维护社会和谐稳定等方面发挥着巨大作用。中国的天然草原面积近4亿公顷，约占我国陆地面积的41% ，相比于世界平均水平，中国草原植物生长受磷的限制更大。近年来，由于全球气候变化的影响，中国典型草原土壤的N:P显著提高，土壤中的磷胁迫更加强烈。

自20世纪80年代以来，中国90%以上草原发生不同程度退化，引发生产力和生态价值的降低和草原生态系统功能的恶化，每年造成巨大的直接损失和间接损失。其中，过度放牧是导致草原退化的重要人为因素之一。放牧通过牲畜的践踏、啃食和排泄物的归还影响植物生长和草原生态系统功能。不合理的放牧制度通过牲畜过度啃食植物地上部、破坏土壤结构、改变植物群落结构和养分循环过程等方面加剧植物生长受到的养分的限制，导致草原生产力的衰减。

磷是植物必需的大量元素之一，是植物体内核酸、蛋白质和磷脂等重要物质的必需组分，在核酸合成、光合与呼吸、生物膜的合成与稳定、酶的活化、信号转导和产量与品质形成等过程中发挥重要作用。然而，绝大多数土壤溶液中有效磷的浓度仅为0.1-10.0 μｍl/L，远不能满足植物的正常生长。且磷素进入土壤后移动性差，且易被固定而导致生物有效性降低，使植物出现缺磷症状 。放牧降低土壤磷的有效性，影响植物对磷的吸收。放牧可能会通过减少有机质和根系分泌物的输入、改变凋落物品质、降低微生物对有机磷的矿化速率、破坏磷循环等方面降低土壤中有效磷的含量。

植物根际是土壤—植物生态系统中的重要界面，是植物和土壤物质能量信息交流的空间。根际过程对养分的活化决定了土壤养分资源的高效利用，深刻影响植物对养分的吸收和植物生长情况相比于N，植物吸收的绝大部分P都是通过根际过程来完成。中国内蒙古草原土壤平均速效磷含量仅为3.6 mg/kg，植物可以通过根系形态和根系生理的改变适应低磷土壤。

根形态的改变使植物占据更大空间，增加获取磷的机会，根生理的改变能够提高植物吸收磷的效率。根系向根际区域分泌酸性磷酸酶矿化有机磷，也可以释放质子和小分子酚酸类物质从而提高无机磷的有效性。根际过程依赖于地上部光合产物的投入，地上部磷浓度和土壤磷资源的有效性。典型草原主要植物适应低磷土壤的根系形态和生理响应并不清楚。放牧造成植物地上部和地下部生产力的降低和土壤有效磷浓度的下降都会影响根际过程对养分的活化吸收。但目前在草原生态学的研究中根际过程常常被忽视，根际过程对放牧的响应更是知之甚少。

放牧通过牲畜对牧草的选择性采食和践踏作用，使群落结构显著改变，典型草原多年生禾本科植物优势度在放牧后显著降低，多年生杂类草和一年生植物优势度显著提高。物种组成和优势度在放牧前后的变化与其地上部形态可塑性和地下部养分竞争能力紧密相关。物种的根际过程和养分吸收能力密切相关，进而会影响群落生产力。

通过对20种主要草原植物根际磷活化能力的研究发现，一些物种，如冷蒿、星毛委陵菜、寸草苔等的根际具有较强的磷活化能力，根际磷的有效性较高，而一些物种，如大针茅、羊草根际磷活化能力较弱。研究发现，在典型草原中，长期放牧会使以大针茅或羊草为优势种的群落退化为以冷蒿、寸草苔或星毛委陵菜为优势种的退化群落。同时，长期放牧显著降低土壤磷含量，可能加剧磷胁迫。这一结果暗示磷活化能力强的物种可能通过强烈的根际过程提高其可利用的磷库，满足对限制性磷养分的需求，从而在放牧后占据优势，并避免草原生产力的进一步降低，成为草原退化的狙击者。