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嚙齒動(dòng)物并未引起高寒草地土壤有機(jī)碳顯著損失
作者：溫才妃 法伊莎 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 
山東拓普生物工程有限公司  http://www.jlkcpj.cn
近日，蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院2018級(jí)本科生黃淼和青年研究員馬磊等采用整合分析、蒙特卡洛重采樣和升尺度等方法，結(jié)合跨土層的土壤有機(jī)碳和容重觀測(cè)數(shù)據(jù)，在PNAS Nexus上發(fā)表題為《出乎意料的是嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)并未引起高寒草地土壤有機(jī)碳的顯著損失》的研究成果。
受不合理人類活動(dòng)和全球氣候變化的影響，青藏高原高寒草地發(fā)生了大面積退化，進(jìn)而為嚙齒動(dòng)物活動(dòng)提供了開(kāi)放的環(huán)境。這不僅有利于嚙齒動(dòng)物及時(shí)發(fā)現(xiàn)和躲避天敵，同時(shí)還能獲得豐富的雜類草食物，最終導(dǎo)致高寒草地鼠害的大規(guī)模爆發(fā)直至引起草地的完全退化。
在引起鼠害的眾多鼠類當(dāng)中，以高原鼠兔和鼢鼠為優(yōu)勢(shì)種的鼠類對(duì)高寒草地造成的損害最大，它們對(duì)土壤擾動(dòng)的過(guò)程主要包括：挖掘造丘、覓食和排泄。這些生物擾動(dòng)過(guò)程一方面將大量的表層土壤轉(zhuǎn)移至地表，促進(jìn)表層土壤有機(jī)碳（SOC）的損失，并減少地表植被蓋度和草地的凈初級(jí)生產(chǎn)力。同時(shí)，挖掘過(guò)程還造成上層土壤通過(guò)鼠道泄漏至下層土壤中，可能會(huì)增加深層土壤SOC濃度和儲(chǔ)量。此外，嚙齒動(dòng)物通過(guò)采食植物根系貯藏食物和洞穴內(nèi)排泄糞便尿液也會(huì)額外增加下層土壤碳輸入。因而，評(píng)估嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)對(duì)高寒草地土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響時(shí)需要考慮整個(gè)土壤剖面。然而，目前還缺乏關(guān)于嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)對(duì)高寒草地全土壤剖面有機(jī)碳儲(chǔ)量影響機(jī)制的定量研究，極大限制了對(duì)高寒草地土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量變化的了解。
針對(duì)迫切的國(guó)家需求和上述關(guān)鍵研究不足，本項(xiàng)研究明確了嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)引起的高寒草地表層（0–10 cm）土壤SOC損失會(huì)被深層（40–50 cm）土壤SOC的增加所抵消，提出在量化嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)對(duì)高寒草地土壤SOC的影響時(shí)需要考慮土層深度依賴性格局的觀點(diǎn)。
在此基礎(chǔ)上，研究人員定量分析了在不同草地類型、放牧歷史、嚙齒動(dòng)物種類、鼠洞密度、不同氣象條件下高寒草地土壤SOC含量對(duì)嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)的響應(yīng)模式，并分析了生物和非生物因素對(duì)嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)的響應(yīng)及其與高寒草地土壤SOC含量變化的相關(guān)性，揭示了嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)影響高寒草地土壤SOC的土層深度依賴性格局的發(fā)生機(jī)制。
研究發(fā)現(xiàn)，若只考慮0–10 cm或者0–30 cm土壤層，嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)導(dǎo)致高寒草地分別顯著損失了35.2 Tg C yr–1和32.9 Tg C yr–1的土壤SOC，而當(dāng)考慮整個(gè)土壤層（0–90 cm）時(shí)，嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)并不會(huì)引起高寒草地土壤SOC的顯著損失。這也暗示，若能及時(shí)恢復(fù)因嚙齒動(dòng)物生物擾動(dòng)而退化的高寒草地，比如在黑土灘上種植適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥牢�環(huán)境的鄉(xiāng)土優(yōu)勢(shì)草種，則不僅能增加地表植被蓋度和凈初級(jí)生產(chǎn)力，更能增加生態(tài)系統(tǒng)（植被+土壤）的碳儲(chǔ)量。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgac314
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