为了填补这一研究空白，本研究团队于2013年在一块位于内蒙古自治区呼伦贝尔市的退化草甸草原上进行了本地豆科植物黄花苜蓿（Medicago falcata L.）的免耕补播。随后我们对其进行了为期7年的刈割利用（每年一次）和磷添加（3.2 g m−2year−1 of P），以模拟落叶管理和提高豆科植物的表现。
图1 豆科植物修复草地（a）和自然恢复草地（b）试验田航拍图
研究表明，与自然恢复相比，豆科修复显著增加了草地的地上净初级生产力（28.3%）和群落补偿生长速率（103.3%）。这些改善可归因于植物群落中豆科植物比例的增加以及豆科植物引入后邻近植物物种表现的改善（哺育效应）。这种哺育效应进一步提高了质量比假说在解释刈割后豆科植物修复草地生产力提高的相对重要性。
此外，随着时间的推移，自然恢复草地的补偿生长率显著下降，而豆科植物恢复草地的补偿生长率呈上升趋势，这表明豆科植物恢复草地的可持续生物量产量更高。无论是否使用豆科植物恢复草地，施用磷都会增加地上生物量，但不会改变植物群落结构。因此，在遭受长期或严重落叶的天然草地上，引入豆科植物可以通过增强补偿生长，持续提供更高的生物量。这凸显了豆科物种在长期草原恢复中的关键作用。
图4 结构方程模型（SEM）揭示豆科引入和磷添加影响自然恢复草地（a，c）和豆科修复草地（b，d）植被群落属性和地上生物量的路径
该研究成果以“Restored legume acts as a “nurse” to facilitate plant compensatory growth and biomass production in mown grasslands”为题发表于农学领域顶刊Agronomy for Sustainable Development（中科院一区，5年IF:7.9）。
中国农业大学草业科学与技术学院张英俊教授和杨高文教授为该论文的通讯作者，博士研究生郭美琪为该论文的第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家牧草产业技术体系、内蒙古自治区科技成果转化专项资金等项目资助。
