杂食性有蹄类动物野猪对植物群落及土壤有机碳的间接影响机制

这篇研究通过结构方程模型(SEM)揭示了野猪(Sus scrofa)活动频率与土壤有机碳(SOC)的间接关联：野猪促进资源获取型植物(高SLA、低LDMC和叶C:N)生长，导致SOC降低。研究首次证实了杂食性有蹄类通过改变植物功能性状(PES)影响碳循环的生态机制，为营养级再野化(trophic rewilding)的气候缓解效益提供了新见解。

　　

引言

生态系统功能(ecosystem functions)如碳储存和物种多样性维持常受关键种(keystone species)调控。作为典型的杂食性有蹄类(omnivorous ungulate)，野猪(Sus scrofa)通过摄食、践踏、排泄和翻土(rooting)等多重作用影响生态系统，但其对地下碳库的间接影响机制尚未明确。本研究以苏格兰Bunloit再野化项目为基地，首次探讨野猪活动如何通过改变植物功能性状(plant functional traits)和多样性来调控土壤有机碳(SOC)。

研究方法

在511公顷研究样地内，研究者通过相机陷阱(camera traps)记录野猪访问频率，同步调查72个样方的植物群落和SOC。选取表征植物经济学谱(PES)的三大功能性状：比叶面积(SLA)、叶片干物质含量(LDMC)和叶片碳氮比(leaf C:N)，采用加权平均结构方程模型(weighted average SEM)分析多变量关系。

关键发现

1. 性状介导的碳流失：野猪活动显著促进资源获取型植物(低LDMC、高SLA)生长(β=-0.34)，这类植物产生的易分解凋落物导致SOC降低(β=-0.27)。这与苏格兰温带海洋性气候下植物耐受策略占优的假设(H1)一致。
2. 多样性无显著影响：与假设(H2)相反，野猪未显著改变植物丰富度(richness)或香农多样性(Shannon diversity)，但植物多样性本身与SOC呈正相关(β=0.42)。
3. 土地利用主导效应：针叶林(coniferous plantation)的SOC含量(31.24%)显著高于林地(9.84%)和草地(3.45%)，表明植被类型对碳储存的影响强于野猪活动。

机制探讨

野猪通过"干扰-性状-碳循环"级联效应影响生态系统：

• 性状筛选：翻土行为创造空隙，利于快速生长的资源获取型植物(如毛茛科)占据生态位
• 碳周转加速：高SLA(<35 mm²/mg)植物产生的富氮凋落物促进微生物分解，减少稳定碳库形成
• 功能补偿缺失：单一野猪种群未能同时提升植物多样性和SOC，凸显多功能性需要多种体型/食性有蹄类组合

实践启示

研究建议再野化项目应：

1. 引入功能多样的有蹄类群落(如搭配小型选择性浏览器和小型非选择性食草动物)
2. 优先在碳储量低的草地实施干预
3. 长期监测植物性状谱变化对碳循环的滞后效应

创新与局限

本研究首次量化杂食性有蹄类通过植物性状影响SOC的路径系数，但存在样本量较小(n=60)、未控制共生物种(如鹿类)等局限。未来研究可结合稳定同位素(δ¹³C)追踪野猪扰动区的碳流向。

该成果为理解"动物-植物-土壤"互作网络提供了新视角，也为基于自然的气候解决方案(nature-based solutions)中关键种选择提供了科学依据。