高原鼠兔干扰对高寒草甸土壤养分含量影响的空间多尺度分析

摘要

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原特有的、常见的一种土壤生物干扰者，其通过多重行为改变土壤性质，进而影响高寒草地生态系统功能。目前高原鼠兔干扰对土壤养分影响的研究要么取样囿于一个地点，要么取样点跨越不同草甸类型，导致不同研究间的结果分歧很大。因此，采用多点布局，将干扰样地和非干扰样地囿于同一草甸类型，区别干扰区内的裸斑生境窗区和临近植被覆盖区，同步取样，开展高原鼠兔对土壤养分的影响，才能全面阐明高原鼠兔干扰对高寒草甸土壤养分的影响。本研究以高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸为载体，以甘肃碌曲县、玛曲县和青海共和县为大尺度，县域内不同干扰强度区为中尺度、干扰区内的裸斑及临近植被区为小尺度，开展大、中、小空间尺度上高原鼠兔干扰对高山嵩草草甸土壤养分含量的影响，以期获得高原鼠兔干扰对高寒草甸土壤养分影响的共性规律，为全面评估高原鼠兔在我国青藏高原高寒草甸中的作用提供科学依据，更为高原鼠兔生态防控提供理论基础。主要结论如下： 1. 大尺度上，高原鼠兔干扰显著增加了整体干扰区内土壤有机碳、全氮和全磷含量，增强了高寒草甸土壤储存碳氮能力。 大尺度上，高原鼠兔干扰区内土壤全效养分（全氮、有机碳和全磷）含量均显著高于非干扰区，而土壤速效磷含量显著低于非干扰区，说明大尺度上高原鼠兔干扰提高了全效养分含量，增加了土壤碳氮固持力，而高原鼠兔干扰对速效养分含量影响与养分类型有关，主要是不同速效养分来源不同所致。 2. 中尺度上，高原鼠兔干扰强度对土壤养分含量的影响存在干扰阈值，干扰阈值内高原鼠兔提高了土壤养分含量。 中尺度上，整体干扰区内的土壤全效养分(全氮、有机碳及全磷)和速效养分(硝态氮、铵态氮和速效磷)含量均与干扰强度间呈显著抛物线变化趋势。随高原鼠兔干扰强度增加，裸斑生境窗区和临近植被覆盖区土壤全效养分含量均呈现先上升后下降的态势，植被覆盖区土壤速效养分含量呈现先降低后升高的趋势，而裸斑生境窗区土壤速效养分含量呈现先升高后降低的趋势。植被覆盖区和裸斑生境窗区土壤养分适宜的高原鼠兔干扰阈值分别为 443 (443±50)个/ha 和327(327±144)个/ha，说明随着高原鼠兔干扰强度变化，植被覆盖区和裸斑生境窗区土壤养分含量的变化过程存在分异。 3. 小尺度上，高原鼠兔干扰造成的草地裸斑形成了速效养分含量较高的裸斑生境窗，有利于缓解植物对养分和空间的相互竞争作用。 裸斑生境窗区的土壤全效养分(全氮、有机碳和全磷)含量显著低于植被覆盖区，而土壤速效养分(硝态氮、铵态氮和速效磷)含量显著高于植被覆盖区。因此，高原鼠兔干扰形成了富含速效养分的裸斑生境窗区，这将为一些机会种和喜氮植物的入侵和建植提供生长发育的机会，从而可能促使高寒草地的放牧质量和植物物种多样性的提高。 4. 高原鼠兔干扰改变了土壤养分间的相关关系，影响了土壤养分的循环速率。 高原鼠兔干扰下，土壤全效养分与速效养分间的相关关系在整体干扰区和植被覆盖区内均表现为负相关关系，而在非干扰区和裸斑生境窗区则表现为正相关关系。特别地，土壤有机碳与硝态氮、铵态氮及速效磷在植被覆盖区内均表现为显著负相关关系，而在裸斑生境窗区内则表现为显著正相关关系，这说明高原鼠兔干扰影响了土壤养分间的相关关系及其循环过程。

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