放牧管理对鼠类及中捕食者活动的调控作用及其在北美山艾树生态系统食物网中的级联效应

推荐：本研究通过运动感应相机和样线调查，评估了休眠季放牧、春夏轮牧和禁牧对俄勒冈州东南部山艾树生态系统中啮齿类、中捕食者等物种活动的影响。研究发现轮牧显著降低花鼠和小鼠活动，夏季放牧对地松鼠和更格卢鼠抑制最强，而多年生草本覆盖正向调控地松鼠活动及獾、郊狼栖息。该研究为理解放牧管理对食物网级联效应提供了关键证据。

　　

北美山艾树生态系统正面临面积萎缩和生物多样性下降的双重压力，其中放牧作为最主要的土地利用方式，其对野生动物群落的影响机制尚不明确。既往研究表明，牲畜放牧会改变植被结构和昆虫群落，进而影响依赖这些资源的小型哺乳动物及其捕食者，但关于放牧如何通过食物网级联效应影响物种互作的实证研究仍属空白。

为解答这一科学问题，俄勒冈州立大学（Oregon State University）的研究团队在2018-2021年间开展了一项创新性研究。通过设置9个5.69-7.41公顷的围栏实验区，采用随机区组设计比较休眠季放牧、春夏轮牧和禁牧三种处理，结合红外相机陷阱（18,266个相机日）和每周样线调查（1,557小时）的多源数据，系统评估了放牧制度对啮齿类、中捕食者和爬行动物群落的影响。研究运用N-mixture模型分析相对丰度，采用占用模型（occupancy models）评估物种出现概率，并通过分阶段模型构建策略解析植被覆盖、放牧处理与物种活动的关联。

主要技术方法
研究采用运动感应相机网格（Cuddeback Black Flash和Browning Dark Ops HD Max）记录物种活动，设置高度和角度标准化以同时捕捉小型和大型哺乳动物。植被数据通过50米样线的线点截取法（line-point-intercept）测量草本冠层覆盖，灌木覆盖采用线截取技术（line-intercept）获取。统计分析使用R语言unmarked包的pcount()和occu()函数，通过AIC_c模型选择评估检测变量（如相机视野天空比例、触发类型）和生态变量（如多年生草本覆盖、放牧季节）的影响。

研究结果

1. 放牧处理效应：轮牧使小鼠活动降低52%（CI=?68至?30%），休眠季和轮牧分别使花鼠活动减少61%和67%。夏季放牧对地松鼠（?370%）、更格卢鼠（?88%）抑制最强，而花鼠在夏季放牧期活动骤降96%。
2. 植被关联：多年生草本覆盖每增加1%，地松鼠活动提升25%（CI=19–30%），獾和郊狼出现概率分别提高1.19倍和1.88倍。灌木覆盖与花鼠（+13%）、更格卢鼠（+20%）活动呈正相关。
3. 捕食者-猎物关联：地松鼠活动每增加1单位，獾出现概率提高1.03倍（OR CI=1.00–1.06），但郊狼与猎物的关系未达显著水平。

讨论与意义
该研究首次揭示了适度放牧通过改变植被结构和猎物分布，间接影响中捕食者栖息地选择的机制。特别值得注意的是，多年生草本作为地松鼠的关键食物资源，其覆盖度提升可形成"植被-猎物-捕食者"的正向级联效应。这一发现发表于《Rangeland Ecology》，为平衡畜牧业生产与生物多样性保护提供了科学依据：休眠季放牧对鼠类影响较小，而夏季轮牧可能通过降低鼠类活动减少次级捕食压力。未来研究需扩大空间尺度，评估不同放牧强度对猛禽和蛇类等高级捕食者的影响，以完善生态系统管理策略。