適度な家畜の放牧がさまざまな年代のゾコール塚の土壌と植生の特徴に及ぼす影響

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12459 (2023) この記事を引用

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高山の牧草地にある高原ゾコール (Eospalax baileyi) によって形成された塚は、家畜によって簡単に破壊されます。 私たちは、適度な家畜の放牧（10月15日から翌年3月15日まで）がゾコール塚の植物と土壌の特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的としました。 この研究では、さまざまな年代（2015年から2018年）のゾコール塚が、放牧地と非放牧地における土壌栄養分、土壌酵素活性、植物の多様性、および地上バイオマス（AGB）に及ぼす影響を調査しました。 非放牧地と比較して、土壌有機炭素 (SOC)、土壌全リン、全窒素に対する SOC の比率は 16.6% ～ 98.7% 高く、土壌ウレアーゼ活性は 1- と 3- で 8.4% と 9.6% 高かった。それぞれ放牧地にある1年前の塚。 放牧により、4年生マウンドの植物ピルー指数、豊かさ、およびシャノン・ウィナー多様性指数が20.7%～52.4%大幅に増加しました。 部分最小二乗経路モデリングにより、放牧地では植物種の多様性がマウンドの植物AGBに影響を与える主要因であるのに対し、非放牧地では土壌酵素活性が主要因であることが示された。 我々は、適度な放牧により土壌栄養分が増加し、高山草原のゾコール塚の植物の多様性が増加し、将来の草原回復において考慮されるべきであると提案する。

草原は世界の陸地面積の 40% を占めています1。 中国の草原の 90% 以上が過放牧により劣化していると考えられています2。 同様の問題は、中央アジアの広大なユーラシア草原全域で報告されています3。 さらに、地下のげっ歯類は地下トンネルを継続的に掘削し、地上に土壌を堆積させるため、草原の劣化を引き起こす可能性があります4,5。 これらの活動は、特に草原の家畜と組み合わせた場合、植生と土壌の特性にマイナスとプラスの両方の影響を与える可能性があります6。

高原ゾコールは地下に住む小型の草食性げっ歯類で、0～20cmの土壌層にある植物の地下の根や茎を食べ、掘削活動によって土を地表に運び、その結果草原に裸の塚を形成します5,7。 裸の塚は、手つかずの草原の植生とは異なります。 マウンドの形成時期により、異なる年齢のゾコールマウンドが草原に共存し、植物の多様性が増加する可能性があります。 まず、新しい植物が継続的に定着すると、ゾコール塚の植物の多様性が増加します8。 第二に、植物群落に多くの短命植物と撹乱に敏感な長命種が含まれている場合、植物の多様性は最も高くなります9。 植物の組成と多様性の変化は、土壌有機炭素 (SOC) 含有量、その他の栄養素含有量、および土壌酵素活性を直接変化させます10。 ゾコールマウンドの年齢が増すにつれて、植生の高さは減少し、土壌はより緻密になり、土壌の水分含有量と有機物の分解速度が変化します11。 これらの観察は、飼料と家畜のバランスと持続可能な草原利用の研究においてゾコール塚の役割を無視すべきではないことを示しています。

家畜の放牧は、ゾコール塚の植生に影響を与える可能性があります。 まず、家畜の放牧は、種子を形成しないおいしい植物を消費するため、種子の生産量を減らす可能性があります12。 第二に、一部の種の種子（ガリウムアパリンなど）は、特に草原での家畜の放牧によって植物群落に分散させることができ、苗の確立は裸のゾコール塚が始まる重要な段階です13。 放牧により、非放牧地と比較して土壌種子バンクの空間的不均一性も減少しました14。 さらに、家畜の放牧では踏みつけ行為により葉や根の分解が促進されます。 一方、家畜の糞や尿は土壌の栄養分や酵素（スクラーゼ、ウレアーゼ、ホスファターゼなど）の活性を変化させ15、多様な一年生植物や多年生植物が生息するための多様な環境をもたらす可能性があります。 したがって、家畜の放牧はゾコール塚の土壌特性を変化させます。