高原鼠兔洞穴活动对高寒草甸生态系统多功能性的阈值效应与驱动机制

本研究针对高原鼠兔(Ochotona curzoniae)洞穴活动对高寒草甸生态系统多功能性(EMF)的影响机制展开深入探究。通过野外调查、实验室分析与模型模拟，首次量化了鼠兔洞穴密度与EMF的非线性关系，发现低密度洞穴活动(780洞穴/公顷)可促进EMF峰值，而超过1500洞穴/公顷则产生负面效应。研究创新性揭示了地下生态功能(低密度)与物种丰富度-土壤温度调控(高密度)的双路径驱动机制，为青藏高原鼠害防控提供了精准生态管理阈值。

　　

在广袤的青藏高原上，高原鼠兔如同微型工程师，其打洞行为既能疏松土壤促进养分循环，也可能引发草场退化。这种"双面效应"长期困扰着生态学家——究竟多少鼠兔洞穴对草甸健康最有利？传统研究多聚焦单一指标如植被盖度或土壤碳含量，却难以全面评估这种"生态系统工程师"的综合影响。中国林业科学研究院的Yingxin Wang团队在《Rangeland Ecology》发表的研究，首次采用生态系统多功能性(EMF)评估框架，揭示了鼠兔活动的"黄金密度"及其调控机制。

研究团队在若尔盖高寒草甸(海拔3490米)设置了50个调查样方，采用标准化采样法记录洞穴密度，同步测定地上生物量(AGB)、物种丰富度(SR)、土壤总碳(STC)等12项功能指标。通过主成分分析构建EMF指数，结合结构方程模型(SEM)和阈值分析，系统解析了不同洞穴密度下的生态调控路径。

研究结果揭示三大发现：

1. 密度阈值效应：EMF与物种丰富度分别在730和780洞穴/公顷达到峰值，而1500洞穴/公顷是生态效益由正转负的临界点。这比传统单一指标评估更精准，例如土壤碳含量在2000洞穴/公顷仍保持高位，但此时EMF已显著下降。

2. 双路径调控机制：SEM模型显示低密度(＜780洞穴/公顷)时，土壤微生物驱动的养分循环主导EMF；高密度(＞1500洞穴/公顷)则转为植物多样性-土壤温度调控，此时地下功能网络瓦解，地表裸露导致温度波动加剧。

3. 管理启示：研究推翻"鼠兔全害论"，证实适度洞穴活动能提升15%物种多样性、29%碳固存和10%土壤氮磷保持，但超过阈值会导致19%牧草产量损失。这为"精准控鼠"提供了科学依据——维持700-800洞穴/公顷可实现生态-生产平衡。

结论部分突破性地提出"三阶梯管理框架"：

• 保护区间(＜800洞穴/公顷)：保留鼠兔作为生态工程师功能
• 警戒区间(800-1500洞穴/公顷)：监控土壤温度与杂草入侵
• 干预区间(＞1500洞穴/公顷)：优先修复地表植被覆盖

该研究创新性地将动物行为阈值与生态系统服务量化关联，不仅解决了高寒牧区鼠害防控的剂量效应难题，更为全球气候变化背景下小型哺乳动物的生态管理提供了范式转移——从"灭杀为主"转向"基于多功能性阈值的精准调控"。后续研究可结合遥感技术实现大尺度洞穴密度动态监测，推动研究成果向智慧草牧业应用转化。