黑钙土啮齿动物洞穴作为植被动态古档案的价值：俄罗斯中部黑钙土区案例研究

针对草原-森林交错带植被历史重建缺乏古生态档案的难题，俄罗斯研究人员创新性利用黑钙土中鼹形鼠（Spalax microphthalmus）形成的垂直洞穴填充物（krotovinas）开展孢粉分析，揭示该地区从蒿属（Artemisia）干旱草原到湿润草甸草原再到森林化景观的演替过程，为土壤生物扰动特征（zooturbation）应用于古环境重建提供了新范式。

　　

在广袤的欧亚草原与落叶阔叶林的过渡地带，黑钙土（chernozem）如同大地之书，记录着千万年来气候变迁与生态系统更迭的故事。然而，这片缺乏湖泊、泥炭地等传统古生态档案的区域，其植被动态重建长期面临"无米之炊"的困境。俄罗斯研究人员独辟蹊径，将目光投向土壤中那些不起眼的"时间胶囊"——啮齿动物洞穴填充物（krotovinas）。这些由大鼹形鼠（Spalax microphthalmus）挖掘后被自然填充的垂直洞穴，因其填充物颜色与腐殖质含量的显著差异，暗示着它们形成于不同历史时期，可能保存着关键的古环境信息。

为验证这一假说，研究团队对俄罗斯中部黑钙土区的啮齿动物洞穴开展系统研究。通过对比表层土壤与不同深度洞穴填充物的孢粉谱，发现这些生物扰动（zooturbation）形成的结构不仅保存完好的孢粉，更展现出从干旱草原到森林化景观的完整植被演替序列。相关成果发表于《Geoderma Regional》，为干旱区古环境重建开辟了新途径。

关键技术方法包括：1）采集北部草原黑钙土剖面中的垂直洞穴填充物（样本来自俄罗斯中部黑钙土区）；2）腐殖质含量梯度分析法确定洞穴形成年代序列；3）孢粉组合特征与现生植被类型的对比验证；4）基于排序分析（ordination）的植被演替阶段划分。

【孢粉谱揭示植被演替轨迹】
分析显示，表层土壤孢粉反映受干扰的草甸草原，而洞穴填充物孢粉则呈现显著分异：底部富含蒿属（Artemisia）孢粉，指示干旱草原环境；中层出现禾本科与火痕迹孢粉，对应温暖湿润的草甸草原阶段；上层栎属（Quercus）孢粉增加，标志森林扩张。

【腐殖质梯度验证年代序列】
通过腐殖质含量排序发现，低腐殖质洞穴对应早全新世干旱期，中高含量层段与中全新世气候适宜期吻合，高含量层段则反映晚全新世人类放牧活动影响。

【生物扰动结构的档案价值】
洞穴填充物孢粉保存质量与传统古土壤相当，其垂直分布特性使单剖面多时段重建成为可能，解决了草原区古档案匮乏的难题。

这项研究首次系统论证了啮齿动物洞穴作为古生态档案的可靠性。其重要意义在于：1）建立生物扰动特征（zooturbation）与古环境重建的新联系；2）揭示俄罗斯草原区全新世植被从干旱草原→草甸草原→森林化景观的三阶段演替；3）为理解人类放牧活动与自然火干扰对草原-森林交错带的影响提供新证据。该成果不仅拓展了古生态学研究材料范畴，更对预测全球变化背景下生态过渡带响应具有启示价值。