高原鼠兔干扰对高寒草甸土壤理化性质的影响

引言

高寒草甸自身的土壤理化性质影响植被群落结构与生态系统功能，高原鼠兔作为该区域的优势小型哺乳动物，其频繁掘洞、采食和排泄活动，持续改造地表微生境。高原鼠兔是生态系统的关键性物种，在生态系统稳定以及保护和维持生物多样性有不可替代的作用，保护高原鼠兔不被灭，有助于维持青藏高原乃至全球的生态稳定性[1]。

1. 材料与方法

1.1 研究区概况

本研究区域位于青藏高原东北部边缘地带，气候特征呈现典型高原大陆性气候，年均气温 -0.5^∘C ，极端最低温可达 -28.6°C ，年均无霜期仅98 天。降水分配极不均匀，年降水量 480mm 主要集中在6-9 月，占全年总量的 82.3% 。

1.2 样品采集与处理

1.2.1 样地分类标准

（1）重度干扰区：选择鼠兔主活动区，洞口密度 >20 个 /m² ，洞道新鲜土丘覆盖度 >70% ，地表可见明显啃食痕迹。

（2）中度干扰区：洞口密度 5-20 个 /m² ，洞丘覆盖度 40%- 60% ，存在新旧土丘交替现象。

（3）对照区：选择距离鼠兔活动区 >50m 的封闭样地，排除啮齿类活动痕迹，植被保持自然生境状态。

1.2.2 土壤样品采集

采用不锈钢环刀完成分层原状土采集，每层取3 个平行样。清除地表枯落物后，垂直压入环刀至预定深度，推荐为 _0-10cm 、 10-20cm ，避免侧向挤压破坏土壤结构。用自封袋密封环刀两端，标注采样信息，立即置于 4^∘C 保温箱运回实验室。

1.2.3 生物样品采集

在重度干扰区收集新鲜鼠兔排泄物，每次采集量 >20g ，重复5次 [2] 对照区同步采集自然凋落物，包括地表枯落物，经 65^∘C 烘干至恒重后粉碎备用。

2. 结果分析

2.1 土壤物理性质变化

鼠兔活动通过掘洞、刨食和排泄行为显著改变土壤物理结构，在不同土层深度表现出显著差异。鼠兔干扰对表层土壤 0-10cm 的物理性质影响深刻，对亚表层 10-20cm 改造作用则相对有限[3]。

2.2 土壤化学性质响应

鼠兔活动通过排泄物输入和洞道系统改造显著影响土壤化学性质，此种影响在不同干扰梯度下呈现非线性响应特征。系统测定结果显示，表层土壤 _0-10cm 化学性质变异最为显著，而亚表层 10-20cm 变化幅度相对较小。本研究分析了不同干扰强度区域（重度干扰区、中度干扰区、对照区）在 _0-10cm 和 10-20cm 土层中的土壤理化性质差异，具体结果如下：

1. 有机质（ g/kg ）

_0-10cm 土层：重度干扰区有机质含量最高（ 35.2±1.8 ），显著高于中度干扰区（ 28.7±1.5 ）和对照区（ 20.1±1.2 ），差异极显著（ P<0.01 ）。

10-20cm 土层：重度干扰区仍保持最高值（ 24.6±1.3 ），显著高于对照区（ 19.3±0.9 ），中度干扰区（ 22.8±1.1 ）介于两者之间，差异显著（ P<0.05 ）。

2. 全氮（ g/kg ）

_0-10cm 土层：重度干扰区全氮含量（ 2.85±0.13 ）显著高于中度（ 2.17±0.10 ）和对照区（ 1.52±0.08 ），差异极显著（ P<0.01 ）。

3. 全磷（ ）

_0-10cm 土层：全磷含量在重度干扰区为 0.73±0.04 ，中度干扰区为 0.68±0.03 ，对照区为 0.65±0.03 ，三者间无显著差异（ P>0.05 ）。

4. 速效氮（ mg/kg ）

_0-10cm 土层：速效氮含量在重度干扰区最高（ 128.4±6.8 ），显著高于中度（ 97.3±5.2 ）和对照区（ 65.1±4.1 ），差异极显著（ P<0.01 ）。

5. 速效磷（ |mg/kg ）

_0-10cm 土层：速效磷含量在重度干扰区为 14.6±0.7 ，显著高于中度（ 12.1±0.6 ）和对照区（ 8.9±0.5 ），差异极显著（ P<0.01 ）。

6. pH 值

_0-10cm 土层：重度干扰区 pH 值最高（ 7.2±0.1 ），显著高于中度（ 6.8±0.1 ）和对照区（ 6.1±0.1 ），差异极显著（ P<0.01 ）。

7. 电导率（ μs/cm ）

_0-10cm 土层：电导率在重度干扰区最高（ 185.3±9.8 ），显著高于中度（ 152.7±8.3 ）和对照区（ 118.4±6.5 ），差异极显著（ P<0.01 ）。

重度干扰区在多数土壤指标（如有机质、全氮、速效氮 / 磷、pH 、电导率）上均显著高于其他区域，而全磷在各区域间无显著差异。

2.3 养分循环特征

鼠兔活动通过排泄物输入和洞道系统改造构建养分循环模式，其过程涉及有机质转化、元素矿化及生物迁移的协同作用。系统监测表明，干扰区养分循环呈现显著的时空异质性。

3. 讨论

高原鼠兔频繁挖掘洞穴的行为将地下紧实土壤翻至地表，形成松散多孔的团粒结构。使土壤总孔隙度提升 15%-20% ，增加土壤自身的通气性。鼠兔干扰区土壤含水率比非干扰区高 18%-25% ，砂粒含量增加促使水分下渗速率提高 30% 。松软的土壤结构利于植物根系穿透，为蚯蚓、甲虫的活动创造空间，形成微生态良性循环。鼠兔排泄物及洞穴内植物残体富含氮磷元素，相当于每年向土壤输入 20-35g/m² 的有机质。物质经微生物分解后，土壤全氮含量提升 12%-18% ，速效磷增加15%-20% ，具有显著改善土壤理化性质和维持草甸多样性的作用，因此应该尽力保护高原鼠兔，没有必要人为刻意控制它们的数量，也绝不可灭杀和毒害[4]。

鼠兔生物扰动通过物理破碎和排泄物输入双重途径改善土壤微环境，适度干扰强度可优化土壤通气透水条件，促进有机质分解。本研究证实，高原鼠兔活动对高寒草甸土壤理化性质具有显著改造效应。

【参考文献】

[1] 刘济泽, et al. “高原鼢鼠干扰对高寒草甸植物群落地上-地下生物量分配格局和土壤理化性质的影响.” 植物保护学报 51. 05(2024): 1090-1098. doi:10.13802/j.cnki.zwbhxb.2024.2024815.

[2] 蔡新成 , 魏才卜 , 楚彬 , 等 . 基于文献计量学和 Meta 分析方法评估高原鼠兔干扰对高寒草甸植物与土壤的影响[J]. 植物保护学报,2024, 51(5):1045-1055.

[3] 刘彩凤 , 段媛媛 , 王玲玲 , 等 . 高原鼠兔干扰对高寒草甸植物物种多样性与土壤生态化学计量比间关系的影响 [J]. 草业学报 ,2023, 32(6):157-166.

[4] 杨丽艳 , 宋梅玲 , 王玉琴 , 等 . 青海省果洛州高寒草甸有害生物种群特征及其地形影响因素 [J/OL]. 生态学杂志 ,1-13[2025-04-15]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1148.Q.20250310.1610.002.html.

此文章受软科学专项- 青年项目资金支持( 项目编号:23JRZA526)