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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
物種的損失和增加可能會破壞常駐物種與生態系統的結構和功能之間的關係。另一方面，持續的人類踐踏會破壞半乾旱系統表層土壤的生物結皮，從而產生類似的影響，影響土壤穩定性以及碳和氮的固定。在這裡，我們測試了排除本地哺乳動物食草動物的相互作用和協同影響，以及在半乾旱的荊棘灌叢生態系統中引入兔形目動物的影響，其中土壤受到兩種不同的踐踏強度（即，踐踏和非踐踏）。我們假設，由於不同的棲息地利用和化石活動，對於本地小型哺乳動物來說，兔類動物會對土壤結構、生物結皮覆蓋和生物結皮細菌群落結構產生強烈的負面影響。我們的預期是，由於踐踏而導致的生物結皮變化，其中本土哺乳動物被排除在外，但存在外來兔類動物，這將擴大其對土壤化學和物理特徵的影響。為了檢驗我們的假設，我們測量了四個實驗地塊中土壤生物地球化學性質的變化，其中對兔類動物 (L)/小型哺乳動物 (SM) 進行了實驗操作，將它們排除在地塊之外 ()，或讓它們存在 (+)。監測的實驗組合為：-L/+SM、-L/-SM、+L/+SM和+L/SM。結果表明，人類踐踏幹擾與本土小型哺乳動物的消失和非本土兔類動物的存在相互作用，導致生物（即生物結皮覆蓋、細菌和nifH基因豐度）、物理（即土壤濕度和土壤穩定性）和化學（即TC和TN）土壤特徵發生巨大變化。踐踏幹擾對生物和物理化學特徵的相對影響受到非本地兔類動物存在的強烈影響。例如，在沒有兔形目動物的處理中觀察到生物結皮覆蓋和細菌豐度的較大下降（-L/+SM；-L/-SM）。反過來，除了踐踏之外，生物結皮覆蓋的損失也決定了所有處理中土壤穩定性的下降。這些結果表明，外來兔類動物在降低土壤品質和生產力方面的影響超過了本地小型哺乳動物的消失。因此，人類踐踏有可能將低擾動土壤（如處理-L/+SM、-L/-SM中未踐踏土壤中觀察到的土壤）轉化為生物結皮覆蓋率低且穩定性低的貧瘠土壤（如+L/+SM中觀察到的）；+ L/-SM 治療。這些發現與先前的觀察一致，即全球變遷的不同組成部分在脆弱、水資源有限的環境中以協同方式發揮作用。由於生物入侵和土壤表面擾動在全球旱地地區變得普遍，因此了解這些相互作用的長期後果至關重要。