Author & Address
题目：
Grazing period management affects the accumulation of plant functional groups, and soil nutrient pools and regulates stoichiometry in the desert steppe of Northwest China
通讯作者：
Hongbin Ma
地址：
Key Laboratory for Model Innovation in Forage Production Efficiency, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, PR China, Ningxia University, 489 Helanshan West Road, Yinchuan, 750021, Ningxia, China
Abstract
为了了解不同放牧期对养分循环和固存的影响，测量并评估了荒漠草原植物-土壤界面的 C:N:P 化学计量特征。5 年季节性放牧实验采用了四种放牧期处理：传统放牧时间 (TG)、提前结束放牧 (EG)、延迟开始放牧 (DG) 以及延迟开始和提前结束放牧 (DEG)。此外，用围栏围起来的荒漠草原作为对照。在植物功能组和土壤深度比较中，每个放牧期对 C:N:P 化学计量的影响都不同。与 EG、DG 和 DEG 处理相比，TG处理对草的 C、N 和 P 库以及草本植物的 C:P 和 N:P 比有更显著的影响，但对豆科植物的 C:P 和 N:P 比的影响较小。与植物相比，DG处理在增加0–40 cm土层C库方面表现出更大的优势。此外，在10–20 cm土层中，与其他处理（TG，DG和DGE）相比，EG处理的C：P和N：P比明显较高，分别为8.88％至53.41％和72.34％–121.79％。不同放牧时期C，N和P库的主要驱动因素是地上生物量（AGB）和凋落物生物量（LB）。在不同放牧时期降低植物C：P和N：P比并显着提高植物P库都大大削弱了荒漠草原环境的P限制。预测延迟开始放牧可能是长期生态系统可持续性的管理策略，因为它调节地上养分分配并对土壤C和N库产生积极影响。
Result
图 1.采样点示意图（a、b 和 d），以及近十年（2013–2022 年）该地区平均降水量和平均气温的变化，包括 2022 年月平均降水量和月平均气温的变化（c）。
图 2.不同放牧期处理对不同植物功能组（包括禾本科植物、豆科植物、杂类草本植物和群落）碳、氮和磷库（g/m 2 ）和碳：氮：磷化学计量学的影响。条形图表示 RR ++ ± 95% 置信区间。垂直线绘制在 RR ++ = 0 处。不同小写字母表示不同处理间在p < 0.05 处存在显著差异。
图 3.放牧期处理对不同土壤深度碳、氮、磷库（g/m 2）及碳：氮：磷化学计量的影响。
图4 .放牧期处理中植物-土壤碳、氮、磷库与碳：氮：磷化学计量学之间的关系。
图 5 .基于随机森林模型植物-土壤性质对植物-土壤碳、氮、磷库（a 和 b）和 C:N:P 化学计量比（c 和 d）的影响以及放牧期处理下植物-土壤碳、氮、磷库和 C:N:P 化学计量比与植物-土壤性质的关系（皮尔逊相关矩阵）（e）。
图 6.评估放牧对植物-土壤 C:N:P 化学计量学影响的路径模型。红色箭头和蓝色箭头分别表示正相关和负相关。箭头连接的数字是标准化路径系数（* P < 0.05；** P < 0.01；*** P < 0.001）。
图7 .不同放牧时期对荒漠草原生态系统地上地下C:N:P化学计量控制过程影响概念图。向上的箭头表示正反应，向下的箭头表示负反应。TG-传统放牧时间；EG-提前结束放牧；DG-推迟开始放牧；DEG-晚开始早结束放牧。
Conclusion
本研究结果表明，在不同放牧时期，植物C：P和N：P比值降低，而植物P库显著增加，这表明通过适度的放牧管理可以有效缓解荒漠草原的P限制。提前终止放牧和推迟开始和提前终止放牧相结合显著增加了豆科植物的C和N库，这表明在荒漠草原生态系统中，在植物生长结束时停止放牧更有利于豆科植物的养分保留。相反，当实施传统时间放牧和推迟开始放牧处理时，土壤C库和C：P比值均大幅增加。这表明在荒漠草原植物生长结束时进行适度的放牧干扰有助于保持土壤有机碳储量。通过影响C、N和P资源在植物功能群和土壤中的分配，放牧期使生态系统的C：N：P化学计量处于平衡状态。不同放牧处理下荒漠草原植物养分含量主要受地上生物量影响，但土壤全氮与土壤C：N：P化学计量比有较强的相关性。虽然传统放牧时间和延迟放牧处理均能促进土壤C、N库的积累，但我们认为延迟放牧处理在未来可能是荒漠草原合理管理的首选方法。未来需进一步研究不同时期植物功能群对地下资源分配的影响，为荒漠草原生态系统的有效管理提供参考。
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