2月7日，由高知大学农林海洋科学部的富田干次助教，美国森林管理局、北海道大学、日本国立研究开发法人森林研究与整备机构森林综合研究所（FFPRI）、冈山大学、东京大学、福井县立大学组成的联合研究团队发表成果称，脊椎动物的活动会改变土壤生物群落的空间结构和分布，进而对生态系统产生影响。该结论是通过整理在地上生物对地下生物产生影响的路径中，脊椎动物所扮演的角色而得出的。这一成果有望用于预测脊椎动物灭绝或增加对生态系统的影响。研究成果已发表在国际学术期刊《Trends in Ecology and Evolution》1月14日号刊上。
图1：本次研究整理的脊椎动物对土壤生物产生影响的实例（供图：高知大学）
（a）以蚯蚓为食的鼩鼱；（b）以蘑菇为食的花栗鼠；（c）挖掘蝉幼虫的棕熊；（d）驯鹿群经过的痕迹；（e）棕熊的粪便；（f）野猪的尸体
陆地生态系统的构成要素可分为地上部分和地下部分（土壤）。以往，人们一直分别考量地上生物与地下生物之间的相互作用，现在则越来越清晰地认识到二者之间的联系在生态系统功能中起着重要作用。地上与地下生物群落的联系一直是通过植物与土壤生物之间的相互作用进行的。另一方面，许多脊椎动物可能通过捕食土壤动物或翻掘土壤等方式而对地下生物群落产生影响，但包括空间影响在内的具体机制此前并不明确。
为此，研究团队通过对现有文献的深入分析，将脊椎动物对地下生物群落的影响机制归纳为五种，并基于这五种机制探讨和提出了脊椎动物对土壤生物群落的空间结构和空间分布所产生的影响。
【①由捕食土壤生物产生的自上而下效应（食物链中高层捕食者对低层生物群落的影响）】鼩鼱和獾等地表性哺乳动物以及在地表觅食的鸟类会积极捕食蚯蚓等土壤动物。高移动性脊椎动物的捕食行为可能有助于土壤局部食物链的稳定性以及空间上分离的食物链之间的能量交换。
【②通过采食菌类实现孢子传播】孢子传播可能改变土壤中菌类群落的空间结构，进而影响菌根共生和木材分解等生态系统功能。例如，松鼠和老鼠通过食用菌类的子实体，促进了孢子的扩散。
【③为土壤供给动物尸体或粪便，增加来自动物的碎屑（死亡的植物组织、动物尸体、尿液、粪便等来自非活体生物的有机物）的可利用量】由于动物尸体和粪便尿液在空间上的分布并不均匀，通过增加碎屑可利用量在空间上的异质性，进而对土壤生物群落的空间结构产生影响。
【④甲螨和弹尾虫等土壤动物通过附着在脊椎动物的体表进行迁移】这种“搭便车”行为使土壤动物能够扩散到新的栖息地，从而扩大其分布范围。
【⑤通过翻掘和踩踏地面造成的物理干扰】脊椎动物造成的物理干扰与碎屑情况类似，具有空间上的不均匀性，因此可能影响土壤生物群落的空间结构。例如，草原犬鼠和棕熊等多数哺乳动物会为了筑巢或觅食而翻掘地面，而有蹄类动物在移动时会踩踏地面。
此次所提及的脊椎动物产生的影响，最终可能改变由土壤生物驱动的诸如土壤碳储存等生态系统功能。
今后，在预测大型脊椎动物的保护或数量管理对生态系统功能的影响时，需要充分考虑这些途径。
富田助教表示：“我在研究棕熊捕食蝉幼虫这一现象的过程中，萌生了梳理土壤生物与大型哺乳动物之间总体关系的想法。土壤生物与大型动物之间的相互作用仍有许多未知之处。希望这篇综述论文能够进一步推动关于地上与土壤生物之间复杂联系的研究。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Trends in Ecology and Evolution
论文：The underappreciated roles of aboveground vertebrates on belowground communities
DOI：doi.org/10.1016/j.tree.2024.12.011
