郭美琪，劉琳，荊晶瑩，2，楊高文，2，張英俊，2*

（1. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193；2. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草地管理與合理利用重點實驗室，北京 100193）

免耕補(bǔ)播是退化草地植被修復(fù)的有效手段之一［1-2］，與普通的補(bǔ)播修復(fù)技術(shù)相比，免耕補(bǔ)播可以在不破壞或少破壞原生植被的前提下播種一些適應(yīng)性強(qiáng)、營養(yǎng)價值高的優(yōu)良物種，補(bǔ)播成功即可快速提高退化草地的生產(chǎn)力和牧草品質(zhì)［3］，同時減少水土流失、提高草原碳匯功能［4-5］。但補(bǔ)播面臨的難題之一就是補(bǔ)播種難以在退化草地中存活［6-8］，因此補(bǔ)播物種選擇是補(bǔ)播成功與否的關(guān)鍵。建立具有普適性的補(bǔ)播物種選擇方法，對減少補(bǔ)播成本、提高補(bǔ)播成功率具有重要意義。

研究表明，在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，植物和微生物在土壤環(huán)境中的相互作用會影響植物群落的組成和后續(xù)物種的建植［9-10］。草地退化表現(xiàn)為植物群落種類組成發(fā)生變化，以羊草（Leymus chinensis）為優(yōu)勢種的植物群落會逐漸退化成以雜類草-冷蒿（Artemisia frigida）為主的植物群落，甚至被重度退化標(biāo)志植物-星毛委陵菜（Potentilla acaulis）所取代［11］，在退化草地形成斑塊狀分布。這種退化標(biāo)志性物種高度聚集的小尺度草地斑塊（面積為0.5～100 m2）的形成［12］，會對土壤化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生特定的影響，比如退化草地斑塊的形成會降低土壤pH 值［13］，以家畜不喜食草種占優(yōu)勢的斑塊土其有機(jī)碳含量和總氮含量顯著高于喜食草種占優(yōu)勢的斑塊土［14］；同時退化斑塊中的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)也會發(fā)生顯著改變，隨退化梯度的增加，細(xì)菌豐富度增加，真菌豐富度降低［13，15-16］，植物病原真菌的相對豐度顯著增加［15］。這種由退化導(dǎo)致的養(yǎng)分限制和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的改變都會影響后續(xù)物種建植和生長［17-18］，但其如何影響后續(xù)物種的反饋，可能取決于哪些機(jī)制對特定植物重要，以及這些機(jī)制對特定養(yǎng)分變化的相對響應(yīng)［18-20］。因此在對退化草地進(jìn)行補(bǔ)播修復(fù)前，有必要對擬補(bǔ)播物種和退化草地土壤進(jìn)行植物土壤反饋（plant-soil feedback， PSF）試驗，確定生物因子和非生物因子對后續(xù)補(bǔ)播物種生長的相對貢獻(xiàn)，提高補(bǔ)播修復(fù)成功概率。

本課題組前期研究提出了免耕補(bǔ)播物種選擇假說［2］，對退化草原進(jìn)行補(bǔ)播時，需要選擇具有中性或正PSF 的物種，即退化草地土壤對補(bǔ)播種的生長沒有抑制作用。本研究基于該假說，以內(nèi)蒙古不同斑塊土為研究對象，基于植物-土壤反饋原理對擬補(bǔ)播物種進(jìn)行篩選研究，分別利用人工短期馴化土壤和長期馴化斑塊土壤進(jìn)行植物生長試驗，探究影響補(bǔ)播物種生長的主要生物與非生物因子，為不同退化草地篩選出適宜補(bǔ)播的物種，進(jìn)一步完善退化草原植被免耕補(bǔ)播修復(fù)技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究所用土壤取自中國科學(xué)院植物研究所多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究站（42°02′ N，116°16′ E）。該地區(qū)屬溫帶大陸性半干旱氣候，夏季濕潤溫暖，冬季寒冷干燥，海拔1344 m，年均氣溫1.6 ℃，年均降水量385 mm。草地類型為典型草原，主要植物種類為羊草、針茅（Stipa capillata）、冷蒿、星毛委陵菜等，土壤類型為栗鈣土。

1.2 試驗設(shè)計

本研究共包括2 個試驗，分別探究人工短期馴化土壤與長期馴化的斑塊土壤對補(bǔ)播物種生長產(chǎn)生的影響，進(jìn)而為不同退化草地的物種選擇提供參考。具體試驗設(shè)計與處理方法如下：

1.2.1 人工短期馴化土壤對補(bǔ)播物種的反饋作用 利用內(nèi)蒙古典型草原3 種優(yōu)勢種：羊草、針茅和冷蒿短期馴化土壤，探究不同草地優(yōu)勢種短期馴化對土壤養(yǎng)分與微生物產(chǎn)生的特異性影響，以及對后續(xù)補(bǔ)播物種生長狀況的影響，同時以補(bǔ)播物種對土壤進(jìn)行馴化作為對照。補(bǔ)播物種選擇常用補(bǔ)播種：胡枝子（Lespedeza bicolor）、紫花苜蓿（Medicago sativa）、黃花苜蓿（Medicago falcata）、羊草、冰草（Agropyron cristatum）和無芒雀麥（Bromus inermis）。補(bǔ)播種子來自寧夏農(nóng)林科學(xué)院、正道種業(yè)以及呼倫貝爾特尼河牧場等。

試驗于2021 年2 月1 日- 6 月20 日（共20 周）在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院人工氣候室內(nèi)進(jìn)行，盆栽用土為中國科學(xué)院植物研究所多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究站典型草原表層0～20 cm 土壤，其pH 為7.09，總碳含量為11.023 mg·g-1，總氮含量為0.99 mg·g-1。土壤過篩后裝入花盆（高10 cm、口徑15 cm、底徑10 cm），每盆1.5 kg，澆水至土壤完全濕潤。在取土點周圍采集3 種植物（羊草， 針茅， 冷蒿）的種子，種植前種子進(jìn)行吸脹處理和表面消毒，分別用10%的NaClO 和75%的乙醇消毒10 min，用蒸餾水沖洗干凈并選擇預(yù)處理后飽滿度一致的種子進(jìn)行單獨播種，培養(yǎng)條件為25 ℃（光照16 h），20 ℃（黑暗8 h）。生長期采用稱重法控制土壤水分，保持土壤水分在田間持水量的80%左右。出苗3 周后進(jìn)行間苗處理，每盆保留6 株長勢一致的幼苗。間苗16 周后，去除花盆內(nèi)全部植物（包括地上與地下根系部分），保留土壤部分即人工短期馴化土壤。盆內(nèi)土壤按各自馴化處理充分混勻，去除土壤中殘留的植物根系進(jìn)行取樣，土樣一部分在-80 ℃保存，用于微生物高通量測序分析，一部分保存在-20 ℃冰箱用于測定土壤速效氮含量，一部分土樣風(fēng)干后研磨，過2 mm 篩用于測定土壤相關(guān)非生物特性指標(biāo)，剩余土壤用于反饋階段。

2021 年7 月8 日- 9 月1 日，開展8 周的反饋試驗，探究各優(yōu)勢種人工短期馴化土壤對補(bǔ)播物種生長的反饋作用，反饋階段設(shè)置4 個重復(fù)，種植方式與培養(yǎng)環(huán)境均與馴化階段保持一致。2021 年9 月，對所有植物樣品進(jìn)行采集，將全部花盆內(nèi)的植物（包括地上與地下根系部分）裝入紙袋中，于烘箱中65 ℃烘干至恒重，稱重記錄并保存。

1.2.2 長期馴化的斑塊土壤對補(bǔ)播物種生長的影響 本試驗于中國科學(xué)院植物研究所多倫恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究站內(nèi)選擇羊草、冷蒿、星毛委陵菜斑塊（面積＞1 m2）進(jìn)行取土，探究長期馴化的斑塊土壤間土壤養(yǎng)分及微生物的差異對補(bǔ)播物種生長的影響。取土厚度為表層0～5 cm 土壤，去除地上植物部分并輕微抖掉松散土壤后得到根土混合樣品。將土壤過2 mm 篩去除枯枝落葉及碎石后進(jìn)行取樣保存，方式同1.2.1，剩余新鮮土壤用于補(bǔ)播階段。

2021 年7 月8 日-9 月1 日，開展8 周的物種補(bǔ)播篩選試驗，探究長期馴化的斑塊土壤對胡枝子等上述6 種補(bǔ)播物種生長的影響。種子播種、培養(yǎng)條件及取樣方式均與1.2.1 保持一致。

1.3 測定方法

采用Sartorius 普及型pH 計PB-10（德國）測定土壤pH；采用元素分析儀（Vario Macro， Elementar，德國）測定土壤全氮（total nitrogen， TN）、全碳（total carbon， TC）以及有機(jī)碳（organic carbon， SOC）含量［21］；采用流動分析儀（Auto Analyser 3，Seal Analytical，德國）測定土壤速效氮（available nitrogen， AN）、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量［22］；采用Olsen 等［23］的方法測定土壤速效磷（available phosphorus， AP）含量。

根據(jù)E.Z.N.A.? soil DNA kit（Omega Bio-tek， Norcross， GA，美國）說明書進(jìn)行微生物DNA 抽提，使用1%的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行DNA 質(zhì)量的檢測、使用NanoDrop 2000（美國）進(jìn)行DNA 濃度和純度的檢測； 使用細(xì)菌引物338F（5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′）、806R（5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′）和真菌引物ITS1-F（CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA）、ITS2-R（GCTGCGTTCTTCATCGATGC），分別對16S rRNA 基因V3～V4 區(qū)域和ITS 基因ITS2 區(qū)域進(jìn)行PCR 擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物于4 ℃保存。PCR 反應(yīng)體系： 4 μL 5×TransStart FastPfu 緩沖液，2 μL 2.5 mmol·L-1dNTPs，0.8 μL 上游引物（5 μmol·L-1），0.8 μL 下游引物（5 μmol·L-1），0.4 μL TransStart FastPfu DNA 聚合酶，提取的DNA 樣品10 ng，用無菌水將反應(yīng)體系補(bǔ)足至20 μL。每個樣本3 次重復(fù)。將同一樣本的PCR 產(chǎn)物混合并使用2%瓊脂糖凝膠進(jìn)行回收，利用AxyPrep DNA Gel Extraction Kit（Axygen Biosciences，美國）進(jìn)行純化，2%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測，使用Quantus? Fluorometer（Promega，美國）對回收產(chǎn)物進(jìn)行檢測定量并用NEXTFLEX Rapid DNA-Seq Kit 進(jìn)行建庫。利用Illumina 公司的Miseq PE300 平臺進(jìn)行測序（上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司）。

1.4 統(tǒng)計分析

1.4.1 土壤化學(xué)性質(zhì)、微生物多樣性和物種生物量分析 用單因素方差分析（One-way ANOVA）比較土壤馴化處理對土壤化學(xué)性質(zhì)及補(bǔ)播物種生物量的影響。原始數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行整理和初步分析，統(tǒng)計分析軟件為SPSS 26.0，繪圖軟件為R 3.5.2 與SigmaPlot 14.0。使用UPARSE 軟件，根據(jù)97%的相似度對質(zhì)控拼接后的序列進(jìn)行操作分類單元（operational taxonomic unit， OTU）聚類并剔除嵌合體。采用Wilxocon 秩和檢驗來比較不同斑塊微生物α 多樣性的差異。使用vegan 包進(jìn)行非度量多維尺度分析（non-metric multi-dimensional scaling， NMDS）闡明土壤間微生物群落組成的差異。使用Car、Relaimpo 包進(jìn)行多元回歸分析（multiple regression analysis）并判斷解釋變量的相對重要性，探討土壤化學(xué)性質(zhì)及微生物群落對補(bǔ)播物種生物量的影響程度。所有數(shù)據(jù)均滿足方差齊性及正態(tài)分布，直接用于統(tǒng)計分析。

1.4.2 植物-土壤反饋作用分析 植物-土壤反饋指數(shù)（plant-soil feedback effect value， PSF）用于判斷植物-土壤反饋的方向［15，24］，計算公式如下：

式中：Biomasshomesoil表示植物在自身馴化土壤中的生物量；Biomassawaysoil表示植物在退化土壤中的生物量。PSF＞0 時，表示該補(bǔ)播物種在自身馴化土壤中的生長表現(xiàn)優(yōu)于在退化土壤中的生長表現(xiàn)，所以退化土壤對補(bǔ)播物種存在負(fù)反饋效應(yīng)；PSF＜0 時，表示補(bǔ)播物種在自身馴化土壤中的生長表現(xiàn)差于退化土壤，退化土壤對補(bǔ)播物種存在正反饋效應(yīng)；PSF=0 時，表示補(bǔ)播物種在退化土壤與自身馴化土壤中生長表現(xiàn)沒有差異，為中性反饋。采用Duncan 新復(fù)極差法檢驗不同馴化土壤處理間因變量的顯著性，并將PSF與0 進(jìn)行單樣本t檢驗，顯著性水平設(shè)定為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 人工短期馴化土壤屬性變化和對補(bǔ)播物種的反饋效應(yīng)

不同植物短期馴化對土壤全碳、全氮、有機(jī)碳、土壤速效氮、速效磷含量及pH 值均無顯著影響（P＞0.05，表1），但顯著改變了土壤微生物群落α 多樣性（表2）。對于細(xì)菌而言，針茅短期馴化土的Shannon 指數(shù)和Chao1 指數(shù)顯著高于冷蒿短期馴化土（P＜0.05），但二者與羊草短期馴化土之間均沒有顯著差異；對于真菌而言，針茅短期馴化土的Shannon 指數(shù)顯著低于冷蒿短期馴化土和羊草短期馴化土。對羊草、針茅及冷蒿短期馴化土壤進(jìn)行NMDS 分析，結(jié)果顯示，短期馴化未對細(xì)菌β 多樣性產(chǎn)生顯著影響，但土壤真菌群落結(jié)構(gòu)差異顯著（P＜0.05，圖1），表明真菌群落對植物短期馴化的響應(yīng)比細(xì)菌更敏感。綜上，短期馴化主要改變土壤生物因子。

圖1 不同馴化土壤細(xì)菌和真菌β 多樣性的NMDS 分析Fig.1 NMDS analysis of bacteria and fungi β-diversity in different domesticated soils

表1 不同植物馴化土壤理化性質(zhì)Table 1 Soil physicochemical properties in different plant domestication

表2 不同植物馴化土壤細(xì)菌和真菌α 多樣性Table 2 α -diversity of soil microbial in different plant domestication

補(bǔ)播物種對短期馴化土壤的反饋存在顯著差異（P＜0.05，圖2），根據(jù)前述定義，PSF 為負(fù)表示該物種更適宜選作補(bǔ)播種。胡枝子和冰草在針茅和冷蒿短期馴化土中為正反饋，在羊草短期馴化土中為中性反饋；紫花苜蓿在3 種短期馴化土中均為中性反饋；黃花苜蓿和無芒雀麥在羊草短期馴化土中為負(fù)反饋，在針茅和冷蒿短期馴化土中為中性反饋；羊草在針茅和冷蒿短期馴化土中為負(fù)反饋。

圖2 植物-土壤反饋指數(shù)Fig.2 Plant-soil feedback index

2.2 長期馴化的斑塊土壤對補(bǔ)播物種生長的影響

不同斑塊土壤的理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構(gòu)均差異顯著（P＜0.05，表3 和表4）。羊草斑塊土壤硝態(tài)氮、AP 以及有機(jī)碳含量均顯著高于其他斑塊類型，而星毛委陵菜斑塊土壤pH 值、銨態(tài)氮、總氮以及總碳含量最高（P＜0.05）。細(xì)菌群落Shannon指數(shù)表現(xiàn)為冷蒿斑塊顯著低于羊草和星毛委陵菜斑塊；真菌群落Shannon 指數(shù)表現(xiàn)為星毛委陵菜斑塊顯著低于羊草和冷蒿斑塊；Chao1 指數(shù)均未發(fā)現(xiàn)顯著改變（P＞0.05）；不同斑塊土壤微生物β 多樣性差異顯著（P＜0.05，圖3），各斑塊細(xì)菌、真菌群落分布較分散，分別聚成不同的簇（clusters）。其中，冷蒿斑塊與星毛委陵菜斑塊土壤真菌群落距離較近，兩者結(jié)構(gòu)較相似（圖3b）。

圖3 不同斑塊土壤細(xì)菌和真菌群落β 多樣性的NMDS 分析Fig.3 NMDS analysis of bacteria and fungi communities β-diversity in different patches

表3 長期馴化形成的斑塊草地土壤非生物特性Table 3 Soil abiotic characteristics of grassland in different patches

表4 長期馴化形成的斑塊土壤微生物α 多樣性Table 4 α-diversity of soil microbial in different patches

冰草在3 種植物斑塊中生物量無顯著差異；胡枝子生物量在羊草與冷蒿斑塊中無顯著差異，但都顯著高于星毛委陵菜斑塊（P＜0.05）；其他補(bǔ)播物種的生物量都隨退化梯度的增加呈遞減趨勢（P＜0.05，圖4）。

圖4 不同斑塊土壤補(bǔ)播總物種生物量Fig.4 Reseeding species biomass in different patches

為了確定長期馴化的斑塊土壤的生物因子和非生物因子對補(bǔ)播物種生物量的相對貢獻(xiàn)度，對土壤因子和補(bǔ)播物種生物量進(jìn)行了多元逐步回歸分析，結(jié)果顯示（圖5），土壤pH 顯著影響了羊草、紫花苜蓿和無芒雀麥的生物量，分別可解釋生物量變化的37.08%（P＜0.05）、50.83%（P＜0.01）和56.42%（P＜0.001）。黃花苜蓿與羊草的生長受到AN、AP、有機(jī)碳以及微生物群落α 多樣性的影響。胡枝子、冰草對各土壤因子響應(yīng)均不明顯，表明其植株生長對土壤環(huán)境條件并不敏感。

圖5 各土壤因子對補(bǔ)播物種生物量的相對貢獻(xiàn)度Fig.5 The relative contribution values （R2） of soil factors to the biomass of reseeding species

本研究綜合短期馴化的PSF 指數(shù)，長期馴化的補(bǔ)播物種生物量以及其對土壤因子響應(yīng)差異進(jìn)行物種選擇（表5）：黃花苜蓿、無芒雀麥在羊草短期馴化土中生長時均不受抑制，且在羊草斑塊中獲得最高生物量，因此適宜用于以羊草為優(yōu)勢種草地的改良，補(bǔ)播黃花苜蓿時要考慮退化土壤真菌群落的影響，補(bǔ)播無芒雀麥時要考慮土壤pH 值；羊草在針茅短期馴化土中生長時不受抑制，適宜用于以針茅為優(yōu)勢種的退化草地改良，但補(bǔ)播時要考慮土壤pH 值及土壤氮磷等養(yǎng)分；羊草、紫花苜蓿在冷蒿短期馴化土中生長時不受抑制，但其在不同斑塊土壤中生物量差異顯著，因此補(bǔ)播時要對土壤pH 和速效氮等土壤養(yǎng)分進(jìn)行調(diào)控，提高補(bǔ)播成功率；胡枝子在冷蒿退化草地土壤的生物量差異不顯著，可直接選擇用于以冷蒿為優(yōu)勢種退化草地的恢復(fù)治理；冰草對土壤屬性變化的敏感度低，生物量無顯著差異，可直接用于以星毛委陵菜為優(yōu)勢種退化草地的恢復(fù)治理。

表5 退化草地補(bǔ)播物種篩選方法Table 5 Methods of reseeding species selection in degraded grasslands

3 討論

隨草地退化梯度的增加，土壤養(yǎng)分含量逐步下降［15］，土壤微生物量和活性降低，同時微生物群落結(jié)構(gòu)也會發(fā)生改變［25］。這種由退化導(dǎo)致的土壤環(huán)境（包括養(yǎng)分有效性和土壤生物區(qū)系）的改變，可以反饋給補(bǔ)播物種的生存和生長［26］，因此在對不同退化程度的草地進(jìn)行補(bǔ)播修復(fù)時，利用PSF 試驗來選擇恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)播物種，是提高補(bǔ)播成功率的一種可靠方法。

利用不同退化程度草地優(yōu)勢種對土壤進(jìn)行短期馴化主要改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，而原位收集的長期馴化斑塊土壤其理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構(gòu)均發(fā)生改變，這與蘇紀(jì)帥［27］，曲耀冰等［28］的研究結(jié)果相同，不同植物對土壤的馴化結(jié)果可能與馴化時間長短有關(guān)。結(jié)合本研究結(jié)果，補(bǔ)播物種在長期馴化斑塊土壤中的生物量趨勢和其對短期馴化土壤表現(xiàn)的PSF 結(jié)果并不一致，證明了補(bǔ)播物種在不同退化梯度的生長狀況和存活概率除了受前茬植物塑造的土壤微生物區(qū)系的影響外，很大程度上還取決于退化草地土壤理化性質(zhì)的改變，這與Nuske等［29］的研究結(jié)果一致，入侵植物對原生植被土壤反饋的結(jié)果有很顯著的環(huán)境依賴性，某些土壤非生物條件會影響入侵種對土壤微生物的響應(yīng)。Liu 等［30］研究還發(fā)現(xiàn)，土壤非生物特性對植被生物量沿退化梯度的變化有54.78%的解釋度，土壤含水量、有機(jī)碳、土壤全氮等大部分土壤理化性質(zhì)對地上生物量有正向影響，只有土壤pH 對其有輕微的負(fù)向影響。Jiang 等［31］則研究發(fā)現(xiàn)，植物的生物量與土壤有機(jī)碳含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與速效磷含量呈顯著正相關(guān)。但與此同時，Cheeke 等［32］的研究表明，對一些植物而言，即使在營養(yǎng)富集的土壤中，植物的生長對土壤生物群的響應(yīng)也是連續(xù)的，因此不同補(bǔ)播物種對土壤環(huán)境因子可能有特異性表現(xiàn)，既可能受生物因子的制約也可能受非生物因子的影響。本研究結(jié)果與前人基本相同，不同植物對土壤屬性的響應(yīng)差異較大，有些植物對土壤化學(xué)性質(zhì)變化敏感，但有些植物對土壤微生物變化較敏感。所以在對退化草地進(jìn)行補(bǔ)播物種篩選時，除了利用退化草地優(yōu)勢種進(jìn)行PSF 試驗外，還需要收集原位退化土壤做進(jìn)一步的反饋試驗，確定對于特定補(bǔ)播物種而言相對重要的土壤因子。同時結(jié)合長期馴化和短期馴化的結(jié)果，優(yōu)先選擇對退化草地優(yōu)勢種馴化的土壤生物區(qū)系有正反饋或不敏感的物種，再根據(jù)長期馴化結(jié)果，對所選補(bǔ)播物種影響較大的土壤因子進(jìn)行改良，比如補(bǔ)播對土壤養(yǎng)分較為敏感的物種時，需要在補(bǔ)播同時進(jìn)行施肥以保障補(bǔ)播成功率。

草地退化首先表現(xiàn)為草地生產(chǎn)力的下降，但土壤全氮、全磷養(yǎng)分等土壤屬性具有相對的穩(wěn)定性，短期內(nèi)不會下降［33-34］，如詹天宇等［34］對青藏高原不同退化梯度草地的植被和土壤屬性差異進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)輕度退化草地其土壤屬性與未退化草地間無顯著差異，重度退化則嚴(yán)重降低了土壤養(yǎng)分含量。與此同時植被生產(chǎn)力的減少限制了新鮮植物碳源向土壤的輸入［35］，會導(dǎo)致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的改變和某些功能的喪失［36-37］，因此植被群落組成的變化會迅速導(dǎo)致土壤微生物組成的變化［38］，本研究中不同物種短期馴化土壤微生物α 和β 多樣性均差異顯著也證明了這一點。因此對于輕度退化草地而言，補(bǔ)播時可以通過PSF 試驗，篩選出適當(dāng)?shù)难a(bǔ)播物種便可對退化草地進(jìn)行修復(fù)；但隨退化梯度的增加，養(yǎng)分限制逐步加重，此時僅依靠補(bǔ)播物種的生物特性進(jìn)行植被修復(fù)存在難度，應(yīng)該將影響補(bǔ)播物種生長狀況的土壤生物因子和非生物因子綜合考慮，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充土壤養(yǎng)分，才能更好地提高補(bǔ)播成功率。

4 結(jié)論

本研究提出了一種普適性的退化草地補(bǔ)播物種選擇方法：對某一特定退化草地，選擇該草地優(yōu)勢種與擬補(bǔ)播物種進(jìn)行植物土壤反饋試驗；同時將不同退化優(yōu)勢種草地的斑塊土壤取回，進(jìn)行補(bǔ)播種植試驗，測定各物種的生物量和其對土壤因子的響應(yīng)。根據(jù)植物土壤反饋結(jié)果和生物量差異進(jìn)行物種確定，優(yōu)先選擇該退化草地對補(bǔ)播物種存在正反饋或中性反饋且生物量沒有顯著差異的物種。該研究進(jìn)一步完善了退化草原植被免耕補(bǔ)播修復(fù)理論，對退化植被生態(tài)修復(fù)時物種篩選具有重要指導(dǎo)作用。