废弃农田的充分植被恢复可以作为抵御荒漠化和土壤流失的屏障，并且有助于从大气中移除二氧化碳，从而在调节区域气候变化中发挥重要作用。豆科植物是一种固氮物种，能够有效提高植被覆盖率以控制水土流失，在植被恢复中被广泛使用。然而，豆科植物引入后废弃农田上土壤和植物发育的动态仍不清楚。2003-2018年，在黄土高原裸露农田上进行了一项包括三种处理的16年原位实验：自然撂荒（休耕）、种植苜蓿（Medicago sativa L.）和甜三叶草（Melilotus officinalis L.）。
结果表明，最初引入的物种显著影响了群落中的潜在演替模式。苜蓿的引入降低了植物群落稳定性（CS），并由于高地上生物量（AB）引起的种间/种内竞争，在早期演替阶段阻碍了植物物种的建立。植物CS受物种均匀度、AB、植被恢复时间和植被恢复方法的影响。甜三叶草通过迅速改善土壤条件（有机碳、氮和磷）并快速退出群落以避免进一步的竞争效应，促进了演替过程。在2003-2018年期间，土壤（水分保持、有机碳、氮和磷）、植物（AB、CS）和生态相关变量（植物多样性和土壤碳固存）分别对生态系统健康贡献了60.1%、15.7%和20.2%。
长期来看，苜蓿种植提高了生态系统健康指数（EHI），而甜三叶草有利于植物多样性，虽然提供的总体EHI较低，但比自然撂荒群落恢复得更快。我们得出结论，苜蓿的引入，提供了最大的AB，如果所讨论的地点受到的干扰较少，是全面改善生态系统（例如，土壤养分固存和控制土壤侵蚀）的一个良好选择。然而，甜三叶草的引入，如果干扰频繁，则推荐用于有效恢复本地生物多样性。
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DOI：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.123737
