物理科技生物学-PHYICA

大型哺乳动物使热带森林的土壤SON-162更加肥沃

生物 2022-07-09 00:03:20

安德烈·胡利奥,FAPESP 圣保罗州大学的科学家进行的一项研究表明,像山核桃和貘这样的动物可以提高土壤中氮的含量,而氮是植物生长的一种基本元素

一只白唇野猪

信用:若昂·保罗·克拉杰斯基 白唇野猪(Tayassu pecari)是一种类似野猪的有蹄哺乳动物,遍布中美洲和南美洲

这些动物以50到100只为一组在森林里漫步,吃各种各样的食物

在巴西的大西洋雨林中,他们更喜欢欧忒耳佩芭蕉芋的果实

巨蜥在这个生物群落中非常丰富,可能是由于大量的粪便、尿液和土壤被野猪、貘(土貘)和其他吃水果的动物或食果动物践踏

这种行为释放氮的形式,氮是植物生长的关键元素

FAPESP圣保罗研究基金会支持的一项发表在《功能生态学》杂志上的研究表明,在没有这些蔬菜的地区,土壤中的一种氮形式——铵的含量要低95%

这些发现第一次证明了这些动物对氮循环的重要性,并对大型哺乳动物从热带森林中消失所造成的生态系统损失发出了又一次警告

“任何一个农民都知道氮循环对于获得高产是多么重要

在其他环境中的研究已经表明,反刍动物的存在刺激了草的生长,这是由于它们的排泄物对氮循环的影响,包括微生物活性的优化

这篇文章的第一作者纳乔·维拉说:“我们最新的研究表明,大型食水果哺乳动物在热带森林中也能提供同样的服务。”

维拉是巴西里约热内卢圣保罗州立大学生物科学研究所的研究员

目前他是荷兰生态研究所的博士后研究员

这项研究还表明,这些动物重新分配氮,给营养贫乏的地区施肥,从而维持植物生长

根据研究人员的估计,这样的地区比没有蔬菜的地区吸收的铵和硝酸盐分别多4倍和50倍

该研究是“大西洋雨林退化的生态后果”专题项目的一部分,主要研究者是国际生物多样性联盟-联合国环境规划署教授毛罗·加莱蒂,该研究是在FAPESP生物多样性特征、保护、恢复和可持续利用研究项目(FAPESP生物区系)的支持下进行的

研究人员使用了南美洲领先的食草动物围食实验,包括巴西最大的连续大西洋雨林保护区塞拉多马尔国家公园(圣保罗州)的86块15平方米的林地

自2010年以来,一半的地块已经被围起来,以防止大型哺乳动物进入

所有的动物都可以自由进出其他地块

围栏和开放地块上的摄像捕捉器显示了白唇山核桃、羽衣山核桃和貘的存在或不存在

微生物、铵和硝酸盐 在这项研究中,研究人员分析了八块排除地块和它们配对的开放对照的土壤样本,这些样本是在雨季和旱季收集的

不同的地块上棕榈的数量有所不同

在开放地块的土壤中,铵的含量要高95%,而且硝化作用(铵转化为硝酸盐)的速率也要高,这是因为土壤中有大量的由食物驱动的微生物

虽然植物吸收铵,但它们的新陈代谢可以立即利用硝酸盐,因此硝酸盐被认为对植物生长更有价值

“山核桃占大西洋雨林中哺乳动物生物量的80%到90%

这些大群的动物在广阔的领地上游荡,给森林施肥,”维拉说

“貘的密度较低,所以它们对氮循环的贡献并不大,但是每个个体的排泄量是相当大的,就像每个动物散布种子的范围一样

“同一个小组的另一项研究已经显示了野猪和貘是如何促进植物物种的多样性和丰富性的

这种巨大的食果生物量被巨藻棕榈的大量果实所吸引,这些果实的丰富是由于动物排泄物对土壤的肥沃作用(这也可能增加棕榈的结果能力)

其结果是动物、植物和土壤微生物的良性循环(也受到排泄物的刺激),导致研究人员提出“结果草坪”这个术语来描述这些区域

这个术语被认为类似于放牧草坪的概念,指的是非洲热带草原和其他草原景观中反刍动物的食物消耗和食物供应之间的正反馈

该小组的下一步研究将包括调查植物与大型哺乳动物相互作用导致的氮的增加是否会促进它们的碳吸收并减少土壤中温室气体的释放

如果是这样,植物和动物的相互作用应该在调节全球气候变化中发挥重要作用

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