决定生态系统特性的是植物生物量，而不是物种组成:在加拿大北部草原进行的一项长期去除草类的实验结果
1. 实验概况
人类引起的环境变化正在全球范围内发生，并通过改变非生物条件直接改变生态系统属性，也通过改变群落组成间接改变生态系统属性。植物组成变化对确定生态系统性质的影响可能取决于植物的特性、它们在群落中各自的生物量，也取决于剩余植被补偿其损失的能力。作者进行了长达12年的长期除草试验中，利用去除禾草类植物（graminoids）处理来研究禾草类植物群落在生态系统中的作用，以及剩余物种对生物量补偿的潜力。在施肥和未施肥的环境中都进行了清除，以检查去除禾草类植物效应的环境依赖性。
2. 实验处理
2.1 实验选址
这项研究开展于加拿大北部育空地区Kluane湖以南相对干燥的草原上，位于加拿大北部育空地区(北纬61°04.218，西经138°23.018W)的西南角。年平均降水量为230毫米，年平均降雪量为1米。
2.2 物种信息
草地优势物种：灰早熟禾（Poa glauca Vahl，禾本科）、狭叶苔草（Carex stenophylla Wahlenb. spp. eleocharis (Bailey) Hulten，禾本目、莎草科）
非豆科杂草：丛毛灯盏花（dominated by Erigeron caespitosus Nutt.菊科，飞蓬属）、冷蒿（ Artemisia frigida Willd.菊科、蒿属）、钓钟柳属（Penstemon gormanii Green）
豆科：野棘豆(Oxytropis campestris (L.) DC，棘豆属)
2.3 移除处理
去除实验通过比较和测量禾草类植物被移除时对生态系统的直接和间接影响，确定特定物种群在其自然群落中的作用。在实验的前两年（03,04年），将除草剂精确涂抹在所有禾草类植物叶片上。叶片变黄后，将地表以上植物体切除。2004年之后，在生长季节的早期修剪了非常微小的再生。
2.4 施肥处理
每个田间季节在6月初除草后立即向一半的地块施用颗粒状化肥，氮磷钾施用量分别为17.5g/N/m2、5.8g/P/m2和5.8g/K/m2。
3. 实验结果
3.1 移除处理对生物量（biomass）的影响
实验开始5年后，在施肥处理和未施肥处理下，移除样地的生物量与对照组持平，说明移除处理样地中其余功能群落对移除的禾草类生物量损失产生了完全的生物补偿；12年后，仅在施肥处理下，移除样地的生物量超过了对照组，说明移除处理样地中其余功能群落对移除的禾草类生物量损失产生了过量的生物补偿。
3.2 移除处理对土壤养分（Soil nutrients）的影响
12年的处理后，土壤中的总碳或可提取碳或氮对禾本科植物类物质的去除都没有反应。土壤全氮、EOC和ETN都随着施肥的增加而增加，但对土壤总碳没有影响。2013年，使用离子交换膜对整个季节的土壤养分进行了累积测量--氮物种(铵或硝酸盐)都不受去除的影响。2015年用盐萃取法测量的铵和磷都随着施肥增加，但不受去除禾本科物质的影响。可见土壤中多数营养物质未受移除处理影响。
3.3 移除处理对土壤微生物的影响
去除或施肥对微生物量碳和微生物量氮没有影响，尽管施肥有降低微生物量碳的趋势。去除和施肥对微生物酶活性的影响因所检测的酶不同而不同(图5)。4种碳水解酶(α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、纤维二糖水解酶)活性均随除草处理的进行而降低，但对NAG和磷酸酶活性无明显影响。
4. 实验结论
经过12年的长期实验，被移除的生物量得到补偿，大多数环境指标与对照组差异不大。这表明，对于大多数生态系统属性来说，维持生态系统属性需要的是恢复植物生物量，而不是恢复植物的功能群特性。
5. 今后的研究方向
5.1 凋落物方面
进行移除处理对凋落物分解速率影响的相关实验。
5.2 微生物群落方面
进行微生物群落方面的实验，探究移除处理对微生物生物量、物种组成、胞外酶活性与种类的影响。
From:陈思远