作者:韩天琪 来源:中国科学报 发布时间:2020/4/2 16:55:01
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非洲大象有助保持土壤肥沃

 

几十年来,非洲大草原的标志性野生动物(斑马、瞪羚和其他食草动物)一直面临一些非自然对手的压力。牧场主的牛与当地的野生动物争夺食物和水,它们也导致土壤中的大部分营养物质匮乏。但一项新的研究表明,如果大象继续保持排便和撞倒树木的习惯,从而帮助将营养物质分配到土壤中,那么野生动物和牛其实是可以共存的。

草原上的过度放牧会侵蚀和贫化土壤,并帮助灌木入侵草原。被破坏的生态系统为野生动物和奶牛提供的食物越来越少。一个重要的原因是,牛群没有以肥料的形式"回馈"土地。取而代之的是,它们的粪便和尿液堆积在牲畜栏里——它们在那里度过夜晚,躲避狮子和其他食肉动物的袭击。一般来说,当稀树草原上的牲畜数量增加时,野生动物的数量就会减少。

为了研究牧场对生态的影响,以及大象在生态系统中的作用,科学家于1995年在肯尼亚姆帕拉研究中心发起了一项长期试验。在那里,120头牛在放牧区域内吃草,每个放牧区域大约有4个足球场那么大。(牛仍然在试验田外的畜栏里过夜。)

其中一些放牧区域将所有野生动物排除在外。而有的建有高大的电网,允许瞪羚、斑马和类似大小的食草动物进入,但不允许大象进入。还有一些放牧区域包括牛、中型野生动物和大象。未参与此项研究的美国雪城大学生态学家Mark Ritchie说:“创造这种牛和野生动物的组合确实非常困难。”

比利时布鲁塞尔自由大学生态学家Judith Sitters于2015年访问了姆帕拉。她分析了每个区域的土壤和植被样本(以及一块没有牛的区域),以观察牲畜和野生动物对营养物质的影响。她惊讶地发现,与没有大象活动的区域相比,有大象区域的土壤中的碳含量几乎是前者的两倍。

当大象出现时,土壤中的氮含量也要高得多,为植物生长提供了额外的养分。她和同事上个月在《自然—可持续性》杂志上发表了报告。其氮含量与完全没有牛的地块的测量结果相似。“我们没想到这些大象会产生如此积极的影响。”Sitters说。

更多的土壤养分具有连锁效益。Sitters和同事发现,在有大象活动的区域,一种常见的野草——Brachiaria lachnantha的氮含量比没有大象的区域高约50%,氮含量使该草更有营养。

Sitters说,这对奶牛和野生食草动物都有好处,但对小型野生动物(如瞪羚)尤其有益。所有这些都强调了大象在生态系统运作中的关键作用。Ritchie称它们的影响“非常令人惊讶和震惊”。

其中一个原因是,大象不会从土壤中去除很多营养物质,因为它们会在吃草的地方排泄。其他野生食草动物也是如此,但大象还有另一个重要的习惯:它们有时会为了吃到树叶和树枝而撞倒树木。植被分解后增加了土壤养分。Sitters估计,这些植物足以提供大约19%的额外营养。(该团队无法解释其余碳和氮的来源。)

大象还会吃掉奶牛喜欢吃的草,从而减少了混合区域中奶牛可以吃掉的草和营养物质的数量。

这些发现进一步证明,野生动物可以与牲畜可持续地共存。“如果你有大象,那么养牛是没问题的,只要不过多蓄养就可以。”Sitters说。这项研究无法说明大象是否能够弥补大量牛群造成的破坏。

肯尼亚的大象数量一直在增加,但其他国家的偷猎活动仍然威胁着大象。大象有时会惹恼人们,尤其是当它们侵害庄稼的时候。因此,Ritchie说,大型动物有助于保持土壤肥沃和土地生产力的发现可能会改善它们的声誉。

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abc0258

 
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