高原鼢鼠土丘通过改变微环境降低土壤呼吸的机制研究

本研究针对高原鼢鼠(Eospalax baileyi)筑丘活动对高寒草甸土壤呼吸(SR)的影响机制展开。通过原位实验发现新旧土丘均显著降低SR，且土壤湿度(SM)和微生物生物量碳(MBC)是关键调控因子。研究揭示了微地形长期影响碳循环的机制，为评估青藏高原草地碳收支提供科学依据。

　　

在被誉为"地球第三极"的青藏高原，高原鼢鼠这种地下啮齿动物正以惊人的效率改造着地表景观。每公顷土地上多达1200个的土丘，直径30-70厘米、高度20-30厘米，如同大地的"青春痘"般星罗棋布。这些看似微小的土丘实则暗藏玄机——它们不仅改变着高寒草甸的植被覆盖，更通过复杂的生物地球化学过程影响着关键的碳循环环节。

土壤呼吸(SR)作为陆地生态系统第二大碳通量，其微小变化都可能对大气CO₂
浓度产生深远影响。然而，关于高原鼢鼠扰动如何通过改变微环境来调控SR的机制研究仍属空白。这正是由河南相关研究机构团队在《CATENA》发表的研究试图解答的科学问题。

研究团队采用原位监测结合结构方程模型的方法，系统比较了新旧土丘与对照样地的SR差异。通过测定土壤温度(ST)、湿度(SM)、微生物生物量碳(MBC)等关键指标，揭示了土丘影响SR的多重路径。结果显示：新旧土丘分别使SR降低51.31%和30.66%，且这种抑制效应主要通过SM和MBC的降低实现。尤为重要的是，由于微地形改变的持久性，土丘对碳循环的影响可能持续数十年。

【土壤呼吸】章节显示，SR呈现单峰型季节动态，7月达到峰值。新旧土丘的SR始终显著低于对照，且新旧土丘间差异显著，验证了H1假设。通过结构方程模型分析发现，SM和MBC是介导土丘影响SR的最直接路径，支持了H2假设。

【季节性变异】部分阐明，ST和SM共同驱动SR的季节动态。土丘通过改变微地形重新分配水热资源，导致SM持续偏低，进而抑制微生物活性和根系呼吸。这种"微地形-水热-生物"的级联效应，构成了土丘影响SR的核心机制。

结论部分指出，高原鼢鼠筑丘活动通过三重途径影响SR：直接覆盖植被形成次生裸地；翻转底土降低有机质；改变微地形调控水热分布。其中微地形导致的SM降低具有长期持续性，这意味着单个土丘的碳汇效应可能维持十年以上。该研究首次量化了小型啮齿动物工程活动对高原碳循环的影响强度，为完善陆地生态系统碳循环模型提供了关键参数。

这项研究的创新性在于将微地形变化与碳循环过程直接关联，揭示了"动物扰动-微环境-微生物-碳通量"的级联效应。其发现不仅解释了高原鼢鼠作为"生态系统工程师"的深层作用机制，更为评估气候变化背景下生物扰动对碳循环的影响提供了新视角。