野猪翻开土和植物根茎是干什么(野猪扎根对土壤生态系统的影响大吗)

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文|赫薰辞

编辑|赫薰辞

引言

野猪是世界范围内分布最广泛的有蹄类动物之一，无论是在其欧亚-北非原生范围内还是之外。

欧洲野猪数量有所增加，其斯堪的纳维亚野猪数量目前正在向北扩张，定居在以针叶树为主的北方森林。

多项证据表明，有蹄类动物在觅食地上植物生物量时，对草原、高山草甸和落叶林等广泛的生态系统产生广泛的影响。

例如，在草原中，大型有蹄类动物的存在已被证明可以改变地上和地下无脊椎动物之间以及土壤碎屑动物和养分循环之间相互作用的强度。

选择性觅食和觅食频率改变进入土壤食物网的凋落物的数量和质量，一些有蹄类动物是杂食性的，例如野猪，吃地下植物器官、真菌、无脊椎动物和土壤有机质。

野猪的扎根行为包括通过扰乱林下植被、推开垃圾或将有机物质埋在同一地点来生物扰动土壤。

生根活动可能通过改变初级生产者和消费者的生物量和活动来影响土壤动物，例如影响地下植物根系及其相关的共生体，这些共生体反馈植物群落结构和植物凋落物输入。

土壤螨群落的影响及其生态学意义

对土壤动物的更加关注使人们认识到土壤生物驱动关键的生态系统功能，例如植物养分可用性、有机质周转和土壤碳储存。

土壤螨在有机物周转中发挥着重要作用，占土壤动物总呼吸量的45%，关于土壤生物及其对野猪扎根反应的研究很少。

解决野猪生根对土壤生物群影响的研究通过破坏土壤层进行模拟生根处理，这些实验成功地模拟了生根行为的一部分，但没有评估从土壤中实际去除生物量的效果。

重点关注生根和有机物去除的综合效应，以首次评估对土壤化学剂量、食碎物和捕食性螨丰度的潜在综合影响，将螨群落分为两个不同的组，以评估对两个不同功能组的影响。

探讨了自然和模拟生根对摄食行为不同的两组土壤螨的影响，目的是评估自然野猪生根行为对土壤螨群落的影响。

通过将模拟生根的效果与自然生根的效果进行比较来验证的模拟生根方法，最后理清生物扰动和有机物质去除的影响是否是野猪生根行为对土壤螨虫的两个主要影响。

六个站点，所有站点彼此相距至少1公里，建立了模拟生根实验，研究野猪生根频率对北方森林土壤螨虫的影响。

在每个地点，选择没有明显生根活动的区域，这些地点具有完整的植物林下层和与周围森林的其他部分一样的典型植物物种组成，通过建立围栏区域来建立野猪围栏，以控制根部损害的程度，从而减少野猪或其他大型哺乳动物造成额外干扰的风险。

每个站点内的面积为36m2使用1.50m高的镀锌网围起来，并沿底部围栏周边应用一排铁丝网。

野猪的寻根活动包括扰乱林下植被、将枯枝落叶和苔藓植物层推开或将这些有机物质埋在同一地点，它们吃幼苗、植物嫩芽、水果、种子、腹足动物、蛙类和节肢动物，这使得野猪成为杂食性有蹄类动物。

野猪通过挖掘土壤以土壤生物为食，它们吃根、球茎、菌丝网络、节肢动物幼虫和其他土壤动物，如蚯蚓，野猪的扎根区域大小变化很大，范围从1m2到1ha。

生根深度变化很大。先前的研究报告平均深度在5至15厘米之间，但野猪的根部深度可达45厘米。

在每个围栏内，有五个矩形地块被随机分配到五个处理之一，每个地块周围有大于或等于30厘米的缓冲区，对照没有受到生物扰动，也没有去除生物质。

生根处理包括高水平生物扰动、低水平生物扰动和有机物质去除。

设计包括两种处理，生物扰动B和去除Re，具有两个水平和一个对照，在六个封闭区中的每一个中重复所有处理。

实验设置允许两种类型的比较：所有处理组合与对照；每两个处理内有两个水平的完整因子设计，生物扰动和去除。

在9月至10月进行生根处理，此时的森林系统中出现野猪生根活动，这与子实体产量、新落叶层和种子的增加以及存在桃金娘芽和浆果挂钩。

野猪挖掘土壤和土壤生态系统特征的研究：一个野外实验

在现有围场附近又设置了两块地块，所选地块被完整的地面植被覆盖，表明最近没有生根活动。

通过在树干上喷洒焦油来吸引野猪，诱导每个地块内自然野猪扎根，后者的实验由两种处理组成：自然生根位点和邻近的非生根位点，非生根地块与邻近的野猪生根地块配对，并且由没有践踏和生根迹象的区域组成。

在围场模拟生根后和喷洒焦油后4周，从每个处理中随机抽取两个圆柱形土芯样本，转移到密封塑料容器中并放置在Tullgren提取器中五天以提取微型节肢动物。

所有提取的动物均储存在含有80%乙醇的小瓶中进行保存，螨虫被鉴定为亚目级别：Oribatida和Mesostigmata。

将Mesostigmata和Oribatida类群分为两个生长阶段：幼体和成体，每个地块的丰度估计值是根据每个地块内两个子样本的平均值得出的。

从采样中排除了实验中的六个自然生根地点之一，因为野猪没有在其中一个地点生根，使用了5个地点，分别用于人工和自然野猪生根的总共15个和10个单位。

从每个处理中随机抽取两个圆柱形土芯样品并转移至密封塑料袋中，将两个岩心合并以获得每个地块的一个复合样本，将样品过4毫米筛，除去根、石子和粗料，然后均质化，将子样品在60°C下烘干48小时。

使用球磨机研磨该子样品以进行化学表征，总碳和氮通过干燃烧测定，而总磷通过凯氏定氮酸消解测定，土壤有机质含量采用550℃、6h烧失量测定土壤有机质含量。

进行了三项单独的分析，以测试中柱目和甲沟目群落自然野猪生根区域和邻近非生根区域之间是否存在差异，人工生根处理和对照之间是否存在差异，以及从模型中排除对照时，生物扰动和去除处理是否存在差异，这三项分析是使用广义线性混合模型和lme4R包中的glmer函数进行的。

对计数数据使用泊松误差分布，对比例数据使用二项式分布，通过将样本身份作为随机因素来解释过度分散，块被作为随机因素包括在内，以解释站点差异。

野生猪自然翻掘对土壤生态系统功能与土壤动物群落的影响

野生猪自然翻掘导致土壤的C：N比例显著下降13%，土壤的C：P比例在野生猪自然翻掘下也出现近乎显著的增加。

土壤湿度和有机质含量在野生猪自然翻掘区域下分别减少了12.6%和29.7%，数据并未显示出土壤总C、N、P和N：P比例在野生猪自然翻掘的影响下有显著差异。

土壤化学计量和参数对模拟野猪扎根没有显着反应，只发现模拟生根处理后有机质含量出现不显着的负趋势。

模拟生根处理后，总的和成体的Oribatida丰度也有所下降，在低生物扰动和去除处理中观察到最大下降，在高生物扰动和去除处理中观察到最小下降。

成虫Oribatida丰度与总丰度遵循相同的趋势，模拟生根并没有影响oribatid成虫-幼虫相对丰度，对于中柱目，发现生根处理导致总丰度和成虫丰度几乎显着下降。

中柱头成虫-幼虫相对丰度不受模拟生根的影响，使用阶乘方差分析来阐明生根和去除有机物质的影响或它们的相互作用，没有显示出对土壤螨丰度有任何显着的相互作用或单独影响。

主要目的是研究土壤螨如何响应北方生态系统中野猪的扎根行为。

试图评估的模拟生根方法是否对土壤螨虫显示出与自然生根相似的效果，试图理清由于生物扰动的干扰以及野猪消耗的有机物质的去除对土壤螨丰度的影响。

在北方地区首次进行了此类实验，为研究野猪扎根对土壤中底动物的影响提供了一个独特的机会，而土壤中底动物对于有机质周转非常重要。

发现相对于未生根的区域，自然和人工生根导致的Oribatida总丰度下降，甲螨总丰度下降的主要原因是成虫减少，而幼螨不受影响。

这些对生根的反应与农业土壤耕作影响研究中报道的模式相似，可以解释这两种研究类型中土壤螨丰度下降的一种机制是可用栖息地的减少，这反过来又会影响可获取的食物资源，例如枯枝落叶和土壤真菌生物量。

土壤螨虫丰度因生根而减少可以用许多具有保守生长策略和高水平栖息地专门化的oribatid类群来解释，成年和青少年之间喂养策略的差异可以解释观察到的对治疗反应的差异。

幼体主要以微生物为食，例如细菌、原生生物、酵母、孢子和线虫，它们可能受根部影响较小，而成体主要依赖较大尺寸的有机物，例如真菌、腐烂的植物和死亡的动物物质。

野猪的生根行为会导致土壤有机质和矿物质的混合，再加上真菌菌丝网的破坏，可能对成年野猪的影响比对幼年野猪的影响更大。

总结

短期模拟生根实验对土壤螨丰度的影响与自然生根相似，没有发现生物扰动或去除处理或其组合对土壤螨丰度有任何明显的影响。

生物扰动本身的影响很可能如此强烈，以至于掩盖了有机物去除的任何影响，实验中未测量或控制的其他因素可能在模拟野猪在北方森林中扎根时发挥重要作用。

测试综合因素及其相互作用的重要性是更好地了解野猪扎根对土壤生物群和土壤功能影响的前进之路。

为了更全面地了解野猪对土壤和生态系统功能的影响，需要进一步研究大型有蹄类动物生根与土壤生物之间的长期相互作用，以理清土壤生物群执行的关键过程可能产生的后果。

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