鼠类种群密度变化及其对高寒草地植物群落的影响

聂学敏，石红霄，李志强

（1.青海省环境监测中心站，青海 西宁 810007；2.中国农业科学院草原研究所，内蒙古 呼和浩特 010010）

鼠类广泛分布于世界各地，是生态系统的重要组分，对生态系统物质及能量循环具有重要的作用[1]。鼠类主要通过取食植物、挖掘洞道等活动改变植物群落的结构及演替序列，进而对生态系统的结构和功能产生直接及间接效应。近年来，对草原资源的超量利用显著减弱了草地的自然调控功能[2]，鼠害的出现又加剧了这一进程。

草地鼠害是草原开发利用过程中出现的重要生态学问题[3]，是草地上的重要生物灾害之一[4]。鼠类对草地的破坏一直受到草地生态工作者的关注[5-7]。研究表明，草地退化是鼠害的重要诱因[8]，同时鼠害又是加速草地退化的主要驱动力和草地退化程度的主要表征[2-3,9]。因此，笔者分析了鼠类种群密度变化对高寒退化草地植被危害的动态特征，探讨了鼠害对高寒退化草地产生的影响，为草地畜牧业的可持续发展提供理论基础和决策依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于青海省果洛州乳品厂。地理位置为东经 100°16′～100°28′、北纬 34°21′～34°30′，海拔376 9 m，年均温-3.9℃，≥5℃积温 850.3℃，最冷月1月平均气温-12.6℃，最热月7月平均气温9.7℃。牧草生长季156 d，无绝对无霜期。属高寒半湿润性气候，除冷、暖两季外无明显的四季之分。植被类型丰富多样，其中高寒嵩草草甸类型占优势。

1.2 研究方法

1.2.1 鼠害调查 试验于2006年8月在青海省果洛州乳品厂冬季草场上进行，在比较开阔平坦的地区选取50 m×50 m的样方，然后将样方分成25 m×25 m的4个区域。采用堵洞盗洞法统计有效洞口数，确定5个不同鼠类种群密度等级的样地作为试验样地，各等级的有效洞口数分别为Ⅰ等5个/625 m2、Ⅱ等 14 个/625 m2、Ⅲ等 32 个/625 m2、Ⅳ等54 个/625 m2、Ⅴ等 85 个/625 m2。

1.2.2 取样方法 在不同鼠害密度的草地上，随机设置5个50 cm×50 cm样方，于8月中旬植物生长的高峰期，用方格法测定植物群落的盖度、并记录样方内的物种数，量取其生殖枝高度(10株)，然后用收获法测定地上生物量，并按禾草类、莎草类、杂草类和枯枝落叶分类，称取鲜重后在80℃的恒温箱烘干至恒重。

在测定地上生物量的同时，挖取15 cm×15 cm的土柱，土柱深30 cm，测定地下生物量，3次重复。先用细筛(1 mm)筛去土，再用细纱布包好用清水洗净，并捡去石块和其它杂物，在80℃的烘箱内烘干至恒重并称重。

1.2.3 多样性指数、均匀度指数的计算 丰富度指数的计算公式见式（1）。群落多样性指数的计算采用 Shannon-Wiener指数，见式（2）。Simpson指数的计算公式见式（3）。均匀度指数的计算采用(Pielou)指数，计算公式见式（4）。

上述各式中，Pi为物种i的相对重要值[(相对高度+相对盖度)/2]，S为物种i所在样方的物种总数。

2 结果与分析

2.1 对植物群落初级生产力的影响

生物量是生态系统获取能量能力的主要体现，对生态系统结构的形成具有十分重要的影响，是草地属性的重要评价指标之一，也是草地生态系统健康评价的主要依据。鼠类是草地生态系统中的初级消费者，它对高寒草甸草地植被生产力产生重要的影响。试验表明，不同鼠类种群密度对高寒草甸草地生产力影响显著（P＜0.5）（见图1）。随着鼠害种群密度的增加，高寒草甸植被地上生物量的变化首先呈下降趋势，当鼠类种群密度达到Ⅲ级时其生物量达到最低，然后开始上升。这说明当鼠害密度达到Ⅲ级时毒杂草开始大量侵入蔓延，并对草地生产力产生重要影响。对于地下生物量的研究一般操作比较困难，而且影响因素较为复杂。对不同鼠类种群密度下采用挖掘土柱法测定地下生物量，结果表明，地下生物量一直呈下降趋势(见图1)，但略有波动。可见鼠类活动对高寒草地初级生产力的影响是显而易见的。

2.2 对高寒草地植被高度、盖度及多样性的影响

生物多样性是指一个区域内所有的植物、动物、微生物以及各个物种生物与环境相互作用而形成的生态系统，是生命系统的基本特征[10]，也是草地生态系统健康诊断的主要依据。物种丰富度和植株高度体现植物种在群落中的优势度。由表1可以看出，随着鼠密度的增加，高寒草地植物群落物种丰富度有减小的趋势，但变化不明显。植物群落的均匀度和多样性指数在鼠害密度为Ⅲ级时最高，而种群密度最大时其均匀度和多样性指数最小，说明鼠类的影响对物种多样性有剌激作用，但影响不明显。随着危害程度的加深，群落发生逆向演替。鼠害对群落的高度和盖度的影响显著（P＜0.5），在Ⅲ级危害水平时最低，然后又具有上升趋势。

表1 不同种群密度下鼠害对植物群落高度、盖度、物种数、物种多样性指数影响

2.3 对高寒草地不同功能群生物量的影响

功能群作为具有确定植物功能特征的一系列植物的组合，而成为研究植被随环境动态变化的基本单元，研究功能群的变化对解释生态系统的结构和功能具有重要意义。从空间序列看，由于受鼠类活动等外界扰动的作用，出现了草地生态功能群生物量指标的换位现象。随着扰动作用的加强，禾本科、莎草科功能群的生物量逐渐下降，且差异显著（P＜0.5），而杂类草与其有相反的趋势。这说明鼠类活动对禾本科、莎草科功能群的生物量产生重要影响，而枯草类则在鼠类干挠最大时其生物量最多，且与其它各等级下的生物量差异显著（详见表2）。

表2 不同种群密度下鼠类对高寒草地不同功能类群生物量的影响

3 小结与讨论

刘伟等人的研究表明鼠类种群密度的变化与有效洞口的变化趋势相一致[8]。因此选用鼠类有效洞口作为鼠类种群密度的变化指标，研究鼠害对高寒草甸草地植物种群的影响动态特征。结果显示，当鼠害密度达到中等水平时，对群落的高度、盖度、地上生物量危害最大。同时鼠类啃食大量的优良牧草，使其地上生物量显著减少，这与施大钊等人所得的结论相似[2]。当鼠害密度达到最大等级时，其枯草量最大，据笔者野外观察的结果，鼠害猖獗时，对毒杂草具有较大的破坏作用，这是造成鼠害密度达到五级时其枯草量最多的原因。随着鼠害密度的加大，原生植被受到破坏，植被盖度下降，当下降到一定程度，阔叶杂草开始侵入，植被盖度反而有增加的趋势。

鼠类通过摄食、挖掘活动以及食屑、粪便、鼠食参与草地生态系统的能量与物质的流动循环，而且洞道及土壤镶嵌体的存在也丰富了环境的异质性，可以说鼠类在生态系统中的作用或功能是复杂的。鼠类对草地的破坏得到许多草地工作者的证实[11]，同时也有人研究了鼠类对草地的积极作用[12-13]。边疆晖等人（1999）的研究表明地表覆盖物对鼠类产生重要的影响，说明草地植被和鼠类相互作用，相互影响[14]。因此加强草地管理是维持草地生态系统生态平衡的主要措施，对保持草地生物多样性的稳定具有重要的作用。

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