长毛鼠种群暴发对澳大利亚辛普森沙漠生态系统的影响：稀有营养级互作与关键树种生存威胁

这篇研究揭示了澳大利亚长毛鼠（Rattus villosissimus）在极端降雨事件驱动下的种群暴发（irruptive dynamics）如何通过竞争、捕食和植食作用重塑辛普森沙漠生态系统。通过21年啮齿类监测和40年濒危树种（Acacia peuce）追踪，首次量化了这种大型啮齿动物对本地小型啮齿动物（Notomys alexis/Pseudomys australis）的压制效应、对家鼠（Mus musculus）的直接捕食行为，以及对关键树种幼苗造成的7%致死率。研究为气候变化背景下物种分布区重叠（allopatric ranges）导致的稀有营养级互作（trophic interactions）提供了典型案例。

　　

引言

澳大利亚干旱区的长毛鼠（Rattus villosissimus）作为现存最大的啮齿动物（平均体重134克），其种群暴发事件为研究稀有物种互作提供了天然模板。这类暴发通常由极端降雨（>750毫米/年）触发，导致该物种入侵非传统栖息地，如辛普森沙漠。研究团队通过跨世纪生态监测（1999-2020年啮齿类数据+1979-2019年植被数据），系统评估了这种体重达本地啮齿类3-4倍的物种如何通过三种途径改变生态系统：竞争性压制、直接捕食和植食性破坏。

研究方法

监测网络设计：

• 啮齿类监测：分两阶段（1999-2007年11个样线；2007-2020年20个固定网格），累计51,845个陷阱夜（trap nights）捕获5,049只啮齿动物
• 植被监测：13个25m×25m永久样地追踪146株濒危树种Acacia peuce幼苗命运
  关键指标：
• 生物量计算：物种捕获数×平均体重（如R. villosissimus=134g）
• 植食损害分级：中度（partial bark stripping）至重度（ringbarking/stem severance）

核心发现

1. 时空暴发模式
21年间仅31个月（2010.06-2012.12）出现暴发，间隔期长达20-30年。2010-2011年事件中，长毛鼠在沙地生境的捕获率从0飙升至17.78/100陷阱夜，生物量达2.44kg/样点，显著高于无暴发年份（<1kg/样点）。

2. 对本地啮齿类的压制

• 竞争排斥：在粘土避难所（refugia），长毛鼠占据Pseudomys australis的洞穴系统，导致后者捕获率从71.11骤降至15.11
• 捕食证据：直接观测到长毛鼠捕食家鼠，并在陷阱中发现部分啃食的啮齿类残骸

3. 对关键树种的破坏

• 47株Acacia peuce幼苗（31.5%）遭啃食，7%直接死亡（死亡率达背景值7倍）
• 损害模式：攀爬啃食嫩枝（upper stem）、环剥树皮（basal damage）

讨论与展望

尽管生态系统表现出恢复力（resilience），但气候变化可能增加极端降雨频率，从而缩短长毛鼠暴发间隔。这对生长缓慢的Acacia peuce（种群仅2,000株）构成生存威胁，其幼苗死亡率可能因反复暴发而累积升高。研究首次揭示大型啮齿动物暴发可通过"自上而下"（捕食）和"自下而上"（植食）双重途径重塑干旱区生态系统，为理解气候驱动的物种互作（species interactions）提供了关键案例。