大沙鼠对荒漠植物和土壤的扰动效应

环境胁迫和气候变化是决定干旱和半干旱区植物群落物种组成和丰富度的基本因素。然而，近期一系列研究表明荒漠鼠类通过采食植物和挖掘洞穴显著影响植物群落。一方面鼠类的采食活动影响着植物群落结构和物种组成。另一方面其掘洞影响土壤的质地和结构、肥力、渗透性，这些环境因素的改变又影响着群落演替和物种丰富度。这一过程在大空间区域上导致更多的物种共存。大沙鼠和梭梭同为中亚荒漠生态系统中的建群物种，二者稳定共存是该荒漠生态系统稳定发展的基础。本项目主要研究：大沙鼠对荒漠土壤特性和植物群落的扰动效应；通过植物群落样方调查法获得相关数据，采用逐步判别分析寻找扰动后植物群落结构和物种组成的变化规律；运用方差分析比较大沙鼠扰动前后，荒漠土壤特性的变化规律；结合上述研究结果，最终尝试揭示大沙鼠－土壤－植物三者之间的相互作用机理；验证"适度干扰假说"和"物种共存机制"理论。为荒漠生态系统生态过程的相关研究提供基础数据。

鼠类和荒漠植物稳定共存是荒漠生态系统健康发展的基础。大量研究表明荒漠鼠类采食植物和挖掘洞穴能显著影响植物群落和土壤特征。2010年至2012年，课题组开展了大沙鼠对荒漠植物和土壤的扰动效应研究。研究内容如下：（1）大沙鼠对荒漠植物群落结构和物种组成的影响；（2）大沙鼠挖掘洞穴对土壤的扰动效应；（3）大沙鼠食性和行为调节的生境适应性。.大沙鼠扰动显著改变了荒漠植物群落组成、物种丰富度和地上部分生物量。植物群落结构和物种组成在大沙鼠洞区、中间过渡区和对照无扰洞区出现显著差异。由于扰动后一年生草本植物丰富度显著升高导致大沙鼠洞区植物物种丰富度显著升高。与此相反，扰动剔除了洞区多年生草本植物导致对照区多年生草本植物丰富度达到最高。扰动明显抑制了洞区灌木生长发育导致对照区灌木地上生物量和植被总生物量显著高于洞区。植物群落物种丰富度与大沙鼠扰动强度呈显著正相关，在大沙鼠洞区达到最大值。植物地上部分生物量与大沙鼠扰动强度呈显著负相关，在对照区达到最大值。.由于土壤中柽柳凋落物分解和柽柳接受大气氮沉降，无大沙鼠定居的柽柳沙包土壤有机质和养分含量高于丘间对照地，但差异不显著，“肥岛效应”不明显。大沙鼠定居在柽柳沙包后, 由于其洞穴汇集的凋落物、排泄的粪便和储藏的食物导致土壤养分含量进一步升高，显著高于丘间地，显示出明显的“肥岛效应。此外无大沙鼠定居的柽柳沙包土壤有机质和养分含量随土壤深度增加，呈现出逐步下降的趋势。而大沙鼠定居后15～50 cm 土壤养分随深度增加而增加，呈现出肥岛由表及里，向土壤深层发育的趋势。大沙鼠扰动导致15～50 cm 层土壤养分明显富集,速效氮含量甚至是相同深度无洞柽柳沙包的2 倍以上。.大沙鼠以生境中大宗植物为食，采食种类共计13 科25 种。大沙鼠食物组成随季节变化，与其生境中植物物候变化规律相吻合。梭梭仅在秋冬季成为大沙鼠的主要食物。大沙鼠在春夏秋三季地面活动时间占总观察时间的66.13%至80.93%,其中摄食和储食是最主要的行为，摄食比例在各季均超过50%。春秋两季储食行为所占比例分别达到17.19%和25.46%。大沙鼠地面活动强度受气温、繁殖需求和捕食风险等因素的综合影响。大沙鼠警戒行为的总累积时间与采食等其它行为呈显著负相关,单次警戒持续时间与其它行为呈负相关。这表明大沙鼠在警戒与其他行为的时间分配上权衡，符合捕食风险的时间分配假说。