黄石公园迁徙野牛群对生态系统碳氮循环的调控作用及景观异质性塑造机制

为解决大型迁徙动物对生态系统功能的影响机制问题，来自黄石国家公园的研究团队通过放牧排除实验，发现野牛(Bison)迁徙活动能稳定净初级生产力(NPP)，加速氮(N)周转，提升土壤微生物密度及植被氮库，在湿润高营养生境形成营养富集区，为生态恢复提供了超越传统管理建议的新范式。

　　

黄石国家公园内自由迁徙的野牛(Bison)种群为研究其历史生态功能提供了活体实验室。这些庞然大物以现代管理标准难以想象的密度，在数百平方公里的迁徙范围内重塑着景观。研究人员通过设置放牧隔离区对比实验，揭示出野牛通过三种机制改变生态系统：

1. 1.

   营养泵效应：在湿润高肥力生境，野牛通过选择性采食和排泄行为，使土壤微生物生物量提升27%，植物组织氮(N)含量增加15%，形成"营养热点"(nutrient hotspots)。

2. 2.

   碳氮解耦：尽管碳(C)库保持稳定，但野牛加速的氮周转使生态系统氮利用效率(NUE)提高1.8倍，这种C-N解耦现象显著提升了牧草营养价值。

3. 3.

   空间异质性：不同于均质化管理的牧场，迁徙种群创造的马赛克式景观包含从重度啃食区到营养富集区的梯度变化，这种β多样性使单位面积承载力提升40%。

研究特别指出，当前基于静态管理的"最大可持续产量"(MSY)模型严重低估了迁徙种群的生态价值。在关键湿地生境，野牛实际密度达到推荐值的3倍时，仍保持土壤有机质(SOM)稳定，证明自然迁徙模式具有独特的恢复弹性。这些发现为北美野牛生态恢复计划提供了突破性视角——应当允许种群在景观尺度上重建其历史迁徙节律。