Einfluss mäßiger Viehbeweidung auf Boden- und Vegetationseigenschaften in Zokor-Hügeln unterschiedlichen Alters

Scientific Reports Band 13, Artikelnummer: 12459 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Hügel, die von Plateauzokors (Eospalax baileyi) auf Almwiesen gebildet werden, werden durch Vieh leicht gestört. Unser Ziel war es, die Auswirkungen einer moderaten Viehbeweidung (vom 15. Oktober bis 15. März des folgenden Jahres) auf die Pflanzen- und Bodeneigenschaften von Zokor-Hügeln aufzudecken. Diese Studie untersuchte die Wirkung von Zokor-Hügeln unterschiedlichen Alters (2015–2018) auf den Nährstoffgehalt des Bodens, die enzymatische Aktivität des Bodens, die Pflanzenvielfalt und die oberirdische Biomasse (AGB) an Weide- und Nichtweidestandorten. Im Vergleich zu den Nichtweidestandorten waren der organische Kohlenstoff (SOC) im Boden, der gesamte Phosphor im Boden und das Verhältnis von SOC zu Gesamtstickstoff um 16,6 %–98,7 % höher und die Bodenureaseaktivität war in 1- und 3-Territorien um 8,4 % bzw. 9,6 % höher. einjährige Hügel bzw. Hügel an den Weideplätzen. Die Beweidung erhöhte den Pflanzen-Pielou-Index, den Pflanzenreichtum und den Shannon-Wiener-Diversitätsindex von 4 Jahre alten Hügeln deutlich um 20,7 %–52,4 %. Die partielle Pfadmodellierung nach der Methode der kleinsten Quadrate zeigte, dass die Vielfalt der Pflanzenarten der Hauptfaktor war, der die Pflanzen-AGB von Hügeln an den Weidestandorten beeinflusste, wohingegen die Enzymaktivität des Bodens der Hauptfaktor an den Nichtweidestandorten war. Wir schlagen vor, dass eine mäßige Beweidung den Nährstoffgehalt des Bodens und die Pflanzenvielfalt in Zokor-Hügeln auf Almwiesen erhöht, was bei der zukünftigen Grünlandsanierung berücksichtigt werden sollte.

Grasland macht 40 % der weltweiten Landfläche aus1. Man geht davon aus, dass mehr als 90 % des Graslandes in China durch Überweidung beeinträchtigt sind2. Ähnliche Probleme werden in ganz Zentralasien in den ausgedehnten eurasischen Graslandschaften gemeldet3. Darüber hinaus können unterirdische Nagetiere zur Verschlechterung des Graslandes führen, da sie kontinuierlich unterirdische Tunnel ausheben und Erde über der Erde ablagern4,5. Diese Aktivitäten können sowohl negative als auch positive Auswirkungen auf die Vegetation und die Bodeneigenschaften haben, insbesondere wenn sie mit der Viehhaltung im Grünland gekoppelt sind6.

Der Plateau-Zokor, ein kleines unterirdisches pflanzenfressendes Nagetier, ernährt sich von den unterirdischen Wurzeln und Stängeln von Pflanzen in der 0–20 cm dicken Bodenschicht und bringt durch Grabtätigkeit Erde an die Oberfläche, was zur Bildung kahler Hügel im Grasland führt5,7. Kahle Hügel unterscheiden sich von der Vegetation des intakten Graslandes. Aufgrund der Entstehungszeit von Hügeln gibt es im Grasland Zokor-Hügel unterschiedlichen Alters nebeneinander, was die Pflanzenvielfalt erhöhen kann. Erstens nimmt die Pflanzenvielfalt der Zokor-Hügel zu, wenn sich kontinuierlich neue Pflanzen ansiedeln8. Zweitens ist die Pflanzenvielfalt am höchsten, wenn die Pflanzengemeinschaft viele kurzlebige Pflanzen und langlebige Arten enthält, die empfindlich auf Störungen reagieren9. Variationen in der Pflanzenzusammensetzung und -vielfalt wirken sich direkt auf den Gehalt an organischem Kohlenstoff (SOC) im Boden, den Gehalt an anderen Nährstoffen und die Aktivität von Bodenenzymen aus10. Mit zunehmendem Alter der Zokor-Hügel nimmt die Vegetationshöhe ab, der Boden wird kompakter und der Bodenwassergehalt und die Zersetzungsrate organischer Stoffe ändern sich11. Diese Beobachtungen zeigen, dass die Rolle von Zokor-Hügeln bei der Untersuchung des Futter-Vieh-Gleichgewichts und der nachhaltigen Grünlandnutzung nicht vernachlässigt werden sollte.

Die Beweidung von Vieh kann die Vegetation der Zokor-Hügel beeinträchtigen. Erstens könnte die Beweidung von Nutztieren die Samenproduktion verringern, da schmackhafte Pflanzen verzehrt werden, die keine Samen bilden12. Zweitens können die Samen einiger Arten (z. B. Galium aparine) durch die Beweidung von Nutztieren, insbesondere im Grünland, in Pflanzengemeinschaften verbreitet werden, und die Etablierung von Sämlingen ist ein entscheidendes Stadium, in dem die kahlen Zokor-Hügel initiiert werden13. Die Beweidung verringerte auch die räumliche Heterogenität der Samenbanken im Boden im Vergleich zu Standorten ohne Beweidung14. Darüber hinaus beschleunigt die Beweidung von Nutztieren durch die Trampeltätigkeit die Zersetzung von Blättern und Wurzeln. Gleichzeitig verändern Dung und Urin von Nutztieren den Nährstoffgehalt des Bodens und die Aktivität von Enzymen (wie Sucrase, Urease und Phosphatase)15, was zu einer abwechslungsreichen Umgebung für die Unterbringung einer Vielzahl einjähriger und mehrjähriger Pflanzen führen kann. Somit verändert die Beweidung von Nutztieren die Bodeneigenschaften der Zokor-Hügel.

Die Grünlandbewirtschaftung sollte die Rolle und Bedeutung hügelbildender Nagetiere im Ökosystem bewerten11. Die Optimierung des Zusammenspiels zwischen Weidevieh und hügelbildenden Nagetieren ist für eine erfolgreiche Grünlandbewirtschaftung wichtig. Aktuelle Studien haben sich auf zwei Aspekte konzentriert. Der erste ist der Einfluss der Viehbeweidung auf die Zokor-Dichte durch Veränderung der Boden- und Pflanzeneigenschaften16,17,18. Beispielsweise haben Harris et al. (2015)19 fanden heraus, dass die Zokor-Dichte positiv mit der Beweidungsintensität korreliert, da die dominanten Pflanzen des degradierten Graslandes von Plateau-Zokoren bevorzugt wurden, wie Potentilla anserina, Geranium wilfordii und Taraxacum mongolicum20. Umgekehrt zerstört die Beweidung Gänge und die Nahrungsressourcen von Nagetieren und reduziert ihre Population im Grasland11. Der zweite Aspekt besteht darin, dass Zokor-Störungen die Ökosystemfunktion in nicht beweidendem Grasland positiv beeinflussen. Beispielsweise haben Su et al. (2020)21 fanden heraus, dass Zokor-Störungen einen positiven Effekt auf die mikrobiellen Gemeinschaften im Boden hatten, und Zhang et al. (2003)11 berichteten, dass das Plateau Zokor, ein wichtiger Ökosystemingenieur, die Heterogenität des Graslandes und die Infiltrationsrate von Bodenwasser steigerte und dadurch die Bodenerosion verringerte.

Die effektive Bewirtschaftung von Nutztieren und kleinen Nagetieren ist wichtig für den Erhalt des Grünlandökosystems11,22. Daher untersuchte diese Studie den Zusammenhang zwischen Zokor-Hügeln auf Plateaus und der Viehweide, um die nachhaltige Nutzung von Grasland zu fördern. Wir beantworten die folgenden Fragen: (1) Wie verändern sich der Nährstoffgehalt des Bodens, die enzymatische Aktivität des Bodens und die Pflanzeneigenschaften in Zokor-Hügeln unterschiedlichen Alters an Weide- und Nichtweidestandorten und (2) wie verändert die Beweidung mit Nutztieren die Beziehung zwischen oberirdischen Standorten? Pflanzenbiomasse (AGB) und Pflanzenartenvielfalt, Bodennährstoffgehalt und enzymatische Aktivität?

Der Standort des Untersuchungsgebiets befand sich in der Stadt Zhuaxixiulong, Kreis Tianzhu, Provinz Gansu, China, mit den geografischen Koordinaten 37°10′–37°13′ N, 102°45′–102°48′ E (Abb. 1A, B). ). Die durchschnittliche Höhe beträgt 2700–3100 m und die mittlere Jahrestemperatur beträgt − 0,1 °C. Der mittlere Jahresniederschlag beträgt 416 mm, wobei mehr als 60 % zwischen Juni und August fallen. Von Mai bis September dauert das Pflanzenwachstum etwa 120 Tage. Das Untersuchungsgebiet ist durch ein kontinentales halbtrockenes Klima gekennzeichnet, und der Bodentyp wird nach dem Bodenklassifizierungssystem des Landwirtschaftsministeriums der Vereinigten Staaten23 als alpines Schwarzerde klassifiziert.

(A) Lage des tibetischen Plateaus in China. (B) Lage des Untersuchungsortes auf dem tibetischen Plateau. (C) Die rote durchgezogene Linie im Bild zeigt die Verteilung des Hügelalters am Standort. (D) Bild, das die Hügel unterschiedlichen Alters zeigt. (E) Schematisches Quadrat der Zokor-Hügel.

Basierend auf den Felduntersuchungen und nach Rücksprache mit den Landwirten vor Ort wurden zwei nahe gelegene Nichtweide- und Weidestandorte ausgewählt, an denen der Plateau-Zokor das einzige unterirdische Nagetier war11. Die Höhe, die geografischen Koordinaten und die Fläche von zwei Standorten sind in Tabelle 1 dargestellt. Ein Standort wurde für mehr als 10 Jahre als nicht beweidend ausgewiesen (Ziel der Entfernung der Beweidung), und der andere Standort wurde als Beweidung mit mäßigem Besatz ausgewiesen Quote von 4–5 Schafen pro ha (vom 15. Oktober bis 15. März des Folgejahres)24 (Tabelle 1). Wir wählten Populationsgrößen von Plateau-Zokor aus, die an nichtweidenden und grasenden Standorten gleich waren, wie von Zhang et al. beschrieben. (2003)11. Grundlegende Informationen zur Vegetation und zum Bodenzustand sind in Tabelle 2 aufgeführt. Alle Zokor-Hügel an jedem Standort wurden jährlich von 2015 bis 2018 markiert und auf der Grundlage unserer vorherigen Studie21 in vier verschiedene Altersstufen eingeteilt. Die 1, 2, 3 und 4 Jahre alten Hügel wurden in den Jahren 2018, 2017, 2016 bzw. 2015 errichtet (Abb. 1C, D). Darüber hinaus sind in Tabelle 225 detaillierte Informationen zur Vegetationsstruktur und den Bodeneigenschaften in den Zokor-Hügeln aufgeführt.

Um die Anzahl der Pflanzenarten und die Pflanzenbedeckung in den Hügeln zu messen, haben wir im August 2019 sechs tragbare Quadrate (50 × 50 cm) in Hügeln jedes Alters an den Weide- und Nichtweidestandorten aufgestellt (Abb. 1E). Pflanzen-AGB wurde in jedem Quadrat auf Bodenhöhe abgeschnitten und die Trockenmasse wurde nach dem Trocknen bei 80 °C26 gewogen. Da sich der Plateau Zokor von den unterirdischen Wurzeln und Stängeln von Pflanzen in der 0–20 cm dicken Bodenschicht ernährt und durch Grabaktivitäten Erde an die Oberfläche bringt7, wurden daher Bodenproben aus der 0–20 cm dicken Bodenschicht entnommen. Für Hügel jedes Alters wurden mit einer Erdbohrmaschine (5 cm Durchmesser) sechs Bodenkerne entnommen.

Alle Bodenproben wurden durch ein 0,25-mm-Sieb gegeben und zur Messung der Nährstoffe und Enzymaktivität bei 4 °C gelagert. Zur Bestimmung des organischen Kohlenstoffs (SOC) des Bodens wurde die Dichromat-Oxidationsmethode verwendet, zur Bestimmung des Gesamtstickstoffs (TN) des Bodens die Kjeldahl-Methode und zur Bestimmung des Gesamtphosphors (TP) des Bodens die HClO4-H2SO4-Methode27. Die Urease-Aktivität wurde mit der kolorimetrischen Indophenolblau-Methode bestimmt, die Aktivität der alkalischen Phosphatase wurde mit der Benzoldinatriumphosphat-Methode bestimmt und die Saccharase-Aktivität wurde mit der kolorimetrischen Methode mit 3,5-Dinitrosalicylsäure bestimmt28.

Diese Studie erhielt vom Büro für natürliche Ressourcen des tibetischen Autonomen Kreises Tianzhu die entsprechende Genehmigung zum Betreten des Untersuchungsgebiets und zur Sammlung von Pflanzen- und Bodenmaterial. Somit haben wir die relevanten institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien und Gesetze vollständig eingehalten. Die Vegetationsaufnahme wurde vor Ort aufgezeichnet und gesammelt, es handelte sich jedoch bei keiner der erfassten Arten um vom Aussterben bedrohte Arten. Daher haben wir auch die Grundsatzerklärung der IUCN zur Forschung zu vom Aussterben bedrohten Arten und das Übereinkommen über den Handel mit gefährdeten Arten freilebender Tiere und Pflanzen vollständig eingehalten.

Der Pflanzenartenreichtum sowie die Pielou-, Simpson- und Shannon-Wiener-Indizes wurden anhand der folgenden Formeln berechnet29. Die Studie berechnete auch die Unterschiede zwischen dem grasenden und dem nicht grasenden Grasland auf Hügeln jedes Alters anhand der relativen Reaktionsindizes30,31 (RRIs) der Pflanzenvielfalt.

S ist die Summe der Arten in jedem Quadrat, Pi = Ni/N, N = ∑Ni und Ni sind die Individuen pro Art; Xg ist der Wert einer abhängigen Variablen (Diversität Diversität) im Weidegebiet; und Xn ist der Wert derselben abhängigen Variablen im Nichtweidegebiet gepaart mit dem angrenzenden Weidegebiet. Die Werte von RRI liegen zwischen − 1 und + 1. Je näher |RRI| zu 1 ist, desto größer ist der Unterschied zwischen Weide- und Nichtweidegrasland.

Die Software Origin 2021 wurde verwendet, um die Auswirkung von Pflanzen-AGB auf den Nährstoffgehalt des Bodens (TN, TP und SOC) und die Pflanzenartenvielfalt (Simpson- und Shannon-Wiener-Indizes) an Weide- und Nichtweidestandorten anhand eines allgemeinen linearen Modells zu analysieren.

Die Bodennährstoffe, die enzymatische Aktivität des Bodens (Urease, alkalische Phosphatase und Sucrase) und Pflanzeneigenschaften (Simpson-Index, Shannon-Wiener-Index, Pielou-Index, Pflanzenartenreichtum, Pflanzen-AGB, Gesamtpflanzenabdeckung, jährlicher Artenanteil und mehrjährige Arten Verhältnis) wurden als Mittelwert ± Standardfehler dargestellt und die Unterschiede zwischen den Zokor-Hügeln unterschiedlichen Alters wurden durch einseitige Varianzanalyse für die Weide- und Nichtweidestandorte analysiert. Ein unabhängiger Proben-T-Test wurde durchgeführt, um die Unterschiede im Bodennährstoffgehalt, der enzymatischen Aktivität des Bodens und den Pflanzeneigenschaften zwischen Weide- und Nichtweidestandorten für jedes Hügelalter zu analysieren. Diese Analysen wurden mit der Software SPSS 2021 durchgeführt und alle Daten entsprachen der Normalverteilung und der Homogenität der Varianz.

Diese Studie führte eine partielle Pfadmodellierung der kleinsten Quadrate (PLS-PM) unter Verwendung des PLS-PM-Pakets in der R-Software (Version 4.0.2) durch, um die direkten und indirekten Antriebsfaktoren zu ermitteln, die den Pflanzen-AGB von Zokor-Hügeln beeinflussen. Das Modell umfasst zwei Untermodelle: (1) das Messmodell, in dem die beobachtbaren Variablen mit ihren latenten Variablen in Beziehung gesetzt wurden; Beispielsweise wurden die Gesamtbedeckung der Pflanzen, der Anteil einjähriger Arten und der Anteil mehrjähriger Arten als beobachtbare Variablen definiert, und ihre entsprechende latente Variable war das Hügelalter. und (2) das Pfadmodell, in dem einige latente Variablen mit anderen latenten Variablen verknüpft waren.

An den Nichtweidestandorten nahm der TN-Gehalt mit zunehmendem Hügelalter um 40,1 % ab und der TP-Gehalt sank um 11,6 % (Abb. 2A, B); das SOC-zu-TN-Verhältnis (C:N) stieg bei 1- bis 4-jährigen Hügeln um 44,7 %; und der SOC-Gehalt nahm mit zunehmendem Hügelalter um 10,4 % ab (Abb. 2D). Auf den Weideflächen stieg der TN-Gehalt um 18,5 %; TP und SOC stiegen bei 1- bis 4-jährigen Hügeln um 33,5 % bzw. 2,6 %; und C:N stieg um 14,1 % von 1 bis 3 Jahre alten Hügeln (Abb. 2A, B, D).

Variation in TN (A), TP (B), SOC (C) und C/N (D) in Hügeln unterschiedlichen Alters. TN, TP, SOC und C/N repräsentieren den Gesamtstickstoff des Bodens, den Gesamtphosphor des Bodens, den organischen Kohlenstoff des Bodens bzw. das Verhältnis des Gesamtstickstoffs des Bodens zum organischen Kohlenstoff. Großbuchstaben (grasend) und Kleinbuchstaben (nicht grasend) stellen signifikante Unterschiede nach Hügelalter bei P < 0,05 dar; * stellt einen signifikanten Unterschied zwischen Weide- und Nichtweidestandorten bei P < 0,05 für das gleiche Hügelalter dar. Balken und Fehler stellen den Mittelwert und den Standardfehler dar.

Im Vergleich zu den Nichtweidestandorten wiesen die Weidestandorte in 4 Jahre alten Hügeln einen deutlich höheren TN-Gehalt auf (78,6 %) (Abb. 2A). Darüber hinaus erhöhte die Beweidung den TP-Gehalt in 2- (54,2 %), 3- (98,7 %) und 4-jährigen (58,2 %) Hügeln signifikant. Darüber hinaus war C:N an den Weidestandorten in 1-, 2- und 3-jährigen Hügeln um 27,6 %, 16,6 % und 57,7 % höher. Der SOC-Gehalt an den Weidestandorten war in 1-, 2-, 3- und 4-jährigen Hügeln um 29,3 %, 58,6 %, 38,4 % bzw. 40,5 % höher (Abb. 2B, C, D). .

An den nicht grasenden Standorten, von 1 bis 4 Jahre alten Hügeln, war die Urease-Aktivität im Boden um 6,9 % erhöht, die Sucrase-Aktivität sank um 8,6 % und die alkalische Phosphatase-Aktivität schwankte leicht zwischen 1,25 und 1,15 mg g-1 d−1. An den Weidestandorten nahm die Urease-Aktivität von 1 bis 4 Jahre alten Hügeln um 21,2 % ab, und die alkalische Phosphatase-Aktivität schwankte leicht zwischen 1,10 und 1,25 mg g-1 d-1, und die Sucrase-Aktivität stieg von 1 bis 4 Jahren um 7,6 % an 1 bis 4 Jahre alte Hügel (P < 0,05) (Abb. 3A, C).

Variation der Aktivität von Urease (A), alkalischer Phosphatase (B) und Sucrase (C) in Hügeln unterschiedlichen Alters. Großbuchstaben (grasend) und Kleinbuchstaben (nicht grasend) stellen signifikante Unterschiede nach Hügelalter bei P < 0,05 dar; * stellt signifikante Unterschiede zwischen Weide- und Nichtweidestandorten bei P < 0,05 für das gleiche Hügelalter dar. Balken und Fehler stellen den Mittelwert und den Standardfehler dar.

Im Vergleich zu den Nichtweidestandorten war die Ureaseaktivität an den Weidestandorten bei 1- bzw. 3-jährigen Hügeln um 8,4 % bzw. 9,6 % erhöht. Allerdings nahm die Sucrase-Aktivität bei 1- bis 3-jährigen Hügeln um 10,1 % (P < 0,05), 9,4 % (P < 0,05) bzw. 9,2 % (P < 0,01) ab. Darüber hinaus war die Aktivität der alkalischen Phosphatase im Boden in einjährigen Hügeln an den Weidestandorten geringer als an den Nichtweidestandorten (P < 0,05) (Abb. 3B).

Es wurden Variationen in den Vegetationsgemeinschaften auf Familienebene an Weidestandorten (Abb. 4A) und Nichtweidestandorten (Abb. 4B) untersucht. Mit zunehmendem Alter der Hügel nahm der Anteil der Gramineen an den Weide- und Nichtweidestandorten zu. Gramineae (28,3 %) und Leguminosae (14,3 %) waren die dominierenden Familien an den Weidestandorten; Gramineae (45,4 %) war an den Nichtweidestandorten dominant. Im Vergleich zu den Nichtweidestandorten war der Anteil gramineenartiger Arten auf den Weidestandorten um 37,7 % geringer und der Anteil der Leguminosenarten um 64,8 % höher. Mit zunehmendem Hügelalter nahm der Anteil der Stauden zu (Abb. 5F, H), während der Anteil der einjährigen Pflanzenarten abnahm (Abb. 5G). Die Pflanzenarten von 1- und 2-jährigen Zokor-Hügeln waren unterschiedlich, beispielsweise Viola striatella und Hypecoum erectum, an Weide- und Nichtweidestandorten; Die wichtigsten Pflanzenarten sind jedoch Gramineen (Elymus nutans, Poa annua und Thalictrum aquilegiifolium) in 3- und 4-jährigen Hügeln (Tabelle S1).

Variation in Pflanzenfamilien an den Weidestandorten (A) und Nichtweidestandorten (B).

Variation im Pflanzenreichtum (A), Pielou-Index (B), Simpson-Index (C), Shannon-Wiener-Index (D), AGB (E), Gesamtabdeckung (F), jährlicher Artenanteil (G) und mehrjähriger Artenanteil (H) in Hügeln unterschiedlichen Alters. AGB repräsentiert die oberirdische Biomasse. Großbuchstaben (grasend) und Kleinbuchstaben (nicht grasend) stellen signifikante Unterschiede nach Hügelalter bei P < 0,05 dar; * stellt signifikante Unterschiede bei P < 0,05 zwischen Weide- und Nichtweidestandorten bei gleichem Hügelalter dar.

An den nicht grasenden Standorten sanken die Pielou-, Simpson- und Shannon-Wiener-Indizes der Pflanzen mit zunehmendem Hügelalter um 33,7 % (P < 0,05) (Abb. 5B), 22,8 % (Abb. 5C) und 23,4 %. bzw. (Abb. 5D). An den Weidestandorten stieg der Pflanzen-Simpson-Index von 1 bis 4 Jahren im Bereich von 0,81 bis 0,85. Darüber hinaus war der Pflanzenreichtum in 4 Jahre alten Hügeln höher als in 1, 2 und 3 Jahre alten Hügeln (P < 0,05). Der Pflanzen-Shannon-Wiener-Index stieg von 2,12 bei 1-jährigen Hügeln auf 2,27 bei 4-jährigen Hügeln (Abb. 5A).

Im Vergleich zu den Nichtweidestandorten hatten die Weidestandorte einen höheren Pflanzen-Pielou-Index für 3 Jahre alte Hügel von 18,9 % (P < 0,01) und 4 Jahre alte Hügel von 42,2 % (P < 0,05). Die Beweidung erhöhte den Pflanzenreichtum, den Shannon-Wiener-Index und den Simpson-Index von 4-jährigen Hügeln um 20,7 %, 52,4 % bzw. 36,4 %. Mit zunehmendem Hügelalter nahmen der Pflanzen-AGB und die Gesamtbedeckung zu (Abb. 5E). Aus den RRIs waren die für Reichtum, Pielou-Index, Simpson-Index und Shannon-Wiener-Index berechneten RRIs für 4-jährige Hügel am höchsten, gefolgt von 3-jährigen Hügeln (Tabelle 3).

Für die Weidestandorte könnte eine lineare Regression die Beziehung zwischen Pflanzen-AGB und dem Simpson-Index (P < 0,001) und dem Shannon-Wiener-Index (P < 0,001) simulieren. Der Pflanzen-Simpson-Index (Abb. 6A) und der Shannon-Wiener-Index (Abb. 6B) korrelierten positiv mit dem Pflanzen-AGB, und TN (Abb. 6C) und TP (Abb. 6D) korrelierten positiv mit dem Pflanzen-AGB (P < 0,05).

Beziehung zwischen den AGB- und Shannon-Wiener-Indizes (A) und Simpson-Indizes (B), TN (C), TP (D) und SOC (E) in Hügeln unterschiedlichen Alters an den Weide- und Nichtweidestandorten. AGB, TN, TP und SOC repräsentieren oberirdische Pflanzenbiomasse, Gesamtstickstoff im Boden, Gesamtphosphor im Boden bzw. organischen Kohlenstoff im Boden.

Für die nicht grasenden Standorte könnte die lineare Regression die Beziehung zwischen Pflanzen-AGB und dem Simpson-Index (P < 0,001) und dem Shannon-Wiener-Index (P < 0,001) simulieren. Der Pflanzen-Simpson-Index (Abb. 6A) und der Shannon-Wiener-Index (Abb. 6B) korrelierten negativ mit der Pflanzen-AGB, und TN (Abb. 6C), TP (Abb. 6D) und SOC (Abb. 6E) waren negativ korreliert korrelierte negativ mit der Pflanzen-AGB (P < 0,05, P > 0,05 bzw. P > 0,05).

Die Auswirkungen des Hügelalters auf die Pflanzen-AGB durch Bodennährstoffe, Bodenenzymaktivität und Pflanzenartenvielfalt wurden mithilfe der partiellen Methode der kleinsten Quadrate (PLS-PM) ermittelt. An den Weidestandorten (Abb. 7A) hatte das Hügelalter durch die Pflanzenartenvielfalt signifikante positive Auswirkungen auf die Pflanzen-AGB und wirkte sich mit einem Pfadkoeffizienten von 0,515 (P < 0,01) direkt auf die Pflanzen-AGB aus. An den nicht beweideten Standorten (Abb. 7B) hatte das Hügelalter erhebliche negative Auswirkungen auf die AGB der Pflanzen durch Auswirkungen auf die Enzymaktivität des Bodens und wirkte sich direkt auf die AGB der Pflanze mit einem Pfadkoeffizienten von –0,818 (P <0,001) aus. Darüber hinaus hatte das Hügelalter erhebliche negative Auswirkungen auf Bodennährstoffe, Bodenenzyme und Pflanzenartenvielfalt mit Pfadkoeffizienten von −0,555, −0,552 bzw. −0,601 (P < 0,01).

Die partielle Pfadmodellierung der kleinsten Quadrate (PLS-PM) wurde verwendet, um die direkten und indirekten Auswirkungen des Hügelalters auf den Pflanzen-AGB an den Weidestandorten (A) und Nichtweidestandorten (B) zu analysieren. AGB, TN, TP und SOC repräsentieren oberirdische Pflanzenbiomasse, Gesamtstickstoff im Boden, Gesamtphosphor im Boden bzw. organischen Kohlenstoff im Boden. Die roten und blauen Linien zeigen positive bzw. negative Einflüsse an. Die Breite der Linie stellt das Signifikanzniveau dar. Zahlen stellen standardisierte Pfadkoeffizienten dar; *, ** und *** stehen für P < 0,05, P < 0,01 bzw. P < 0,001.

Die Beweidung von Nutztieren kann durch Trampelaktivität und Exkremente direkte Auswirkungen auf den Nährstoffgehalt des Bodens haben. Unsere Studie zeigte, dass eine mäßige Beweidung der Tiere den SOC-Gehalt im Vergleich zur Nichtbeweidung deutlich erhöhte; Dies stimmte mit den Ergebnissen von Sun et al. überein. (2021)32, die darauf hinwiesen, dass eine mäßige Beweidung den Nährstoffgehalt des Bodens in gesunden alpinen Graslandschaften verbessern könnte. Beweidung kann zu einem Biomassetransfer von der Ober- in die Tiefe führen und somit die Rückführung organischer Stoffe in den Boden erhöhen32,33. Ein Langzeitbeweidungsexperiment (> 30 Jahre) ergab jedoch, dass die Weideaktivität (leichte Beweidung, mittlere Beweidung und hohe Beweidung) den SOC-, TN- und TP-Gehalt in Almwiesen verringerte34. Der Hauptgrund liegt darin, dass der selektive Verzehr durch Langzeitviehhaltung den Anteil an Kräutern mit geringerer Zersetzbarkeit erhöht35,36. Diese Veränderungen verringern wahrscheinlich den Eintrag organischer Bodensubstanz und verringern die Nährstoffverfügbarkeit im Boden weiter.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Trampelaktivität des Weideviehs den Nährstoffkreislauf im Boden und die Zersetzungsrate organischer Stoffe beschleunigt37. Der Nährstoffgehalt des Bodens steht in engem Zusammenhang mit der Streueinbringung und den Wurzeln im Boden, und die erhöhte Streubiomasse kann die Hauptquelle für Bodennährstoffe sein38. Unsere Ergebnisse zeigten auch, dass der TN- und TP-Gehalt mit der Zunahme des Pflanzen-AGB an den Weidestandorten zunahm. Die Beweidung von Nutztieren wirkt sich direkt auf die Menge an Streu und Wurzeleinträgen in den Boden aus. Erstens wird die Einstreu durch das Zertrampeln durch das Vieh fragmentiert, was die Geschwindigkeit der Einstreuzersetzung im Boden beschleunigt39. Zweitens bringt das Trampeln tiefe Bodenwurzeln an die Oberfläche und erhöht den Eintrag von organischem Material in den Oberboden, was letztlich den Nährstoffgehalt des Oberbodens erhöht40, und auch tierische Abfälle (Mist und Urin) erhöhen den Nährstoffgehalt des Bodens.

Das C:N-Verhältnis des Bodens kann verwendet werden, um die Zersetzung und Mineralisierung organischer Stoffe abzuschätzen41. Die Beweidung durch Vieh erhöhte das C:N-Verhältnis des Bodens in 1-, 2- und 3-jährigen Hügeln, was sich von den Ergebnissen von Pang et al. unterschied. (2021)42, wo Plateau-Pika-Störungen das C:N-Verhältnis von nacktem Boden verringerten. Diese Variation könnte auf Unterschiede bei den grabenden Tierarten zurückzuführen sein. Einige Studien haben beispielsweise darauf hingewiesen, dass das C:N-Verhältnis des Bodens in Hügeln aufgrund der verschiedenen Kohlenstofftypen im Boden und der unterschiedlichen Körperformen der kleinen Nagetiere, die den Boden stören, wie z. B. Europäische Kaninchen (Oryctolagus cuniculus), leicht unterschiedlich ist43, Taschenratten (Geomyidae sp.)44 und Vizcachas (Lagostomus maximus)45.

Gleichzeitig beobachtete unsere Studie, dass die Weidestandorte in den 1-, 2- und 3-jährigen Hügeln im Vergleich zu den Nichtweidestandorten eine deutlich geringere Saccharoseaktivität im Boden aufwiesen, was auf einen Rückgang der Mineralisierungskapazität organischer Substanz hinweist tierischer Urineintrag in den Boden46,47. Darüber hinaus verringerte die Beweidung den Anteil gramineenartiger Arten, was zu einer geringeren Aktivität der alkalischen Phosphatase im Boden führte. Beispielsweise wurde in einer früheren Studie gezeigt, dass die Bedeckung von Gramineenarten positiv mit der Phosphataseaktivität zusammenhängt48, was darauf hindeutet, dass die Reduzierung der Gramineenarten an Weidestandorten den hydrolysierten organischen Phosphor reduzieren kann, um Bedingungen mit Phosphorstress zu bewältigen. Allerdings war die Boden-Urease-Aktivität in 3 Jahre alten Hügeln an den Weidestandorten höher als an den Nicht-Weidestandorten, da der Eintrag von tierischem Urin in den Boden die Boden-Urease-Aktivität erhöhen konnte49,50.

Die Beweidung von Nutztieren könnte die Pflanzenartenvielfalt in Hügeln verändern. In dieser Studie waren die Pflanzen-Pielou-, Shannon-Wiener- und Simpson-Indizes von 3- und 4-jährigen Hügeln an den Weidestandorten höher. Die Hypothese der intermediären Störung geht davon aus, dass die Artenvielfalt bei mittlerer Beweidungsintensität am höchsten sein sollte und dann bei geringer oder hoher Störung abnimmt51. Da durch die Beweidung schmackhafte Arten selektiv entfernt werden52, verändert sich die Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft und kann die Konkurrenz verringern, was die Besiedlung durch neue Arten fördert53. Darüber hinaus erleichtert die Beweidung die Samenverbreitung und fördert das Wachstum und die Keimung, was die Koexistenz der Arten verbessert54. Beispielsweise haben Zhang et al. (2009)55 berichteten, dass die Besiedlung durch Pionierarten und die Bodenheterogenität den Pflanzenartenreichtum in kahlen Hügeln erhöhen. Unsere Studie zeigte jedoch, dass sich die Pflanzen-AGB von Hügeln aufgrund der komplementären Biomasse verschiedener pflanzlicher Funktionsgruppen nicht signifikant zwischen Weide- und Nichtweidestandorten unterschied. Unsere Ergebnisse bestätigten auch, dass die Beweidung durch Vieh den Anteil an Gramineenpflanzen verringerte und den Anteil an Hülsenfrüchten erhöhte. Diese Ergebnisse unterscheiden sich von den Ergebnissen einer früheren Studie, die einen Rückgang der Kräuter aufgrund ihrer hohen Schmackhaftigkeit im Wüstengrasland berichtete. Die selektive Fütterung durch Schafe weist erhebliche saisonale Unterschiede auf und wird von der Weidezeit und der Temperatur beeinflusst56. Die selektive Fütterung desselben Grases ist bei verschiedenen Grünlandtypen unterschiedlich. Beispielsweise fressen Schafe am liebsten Aster pekinensis, wenn die Pflanzengemeinschaft Aster pekinensis und Leymus chinensis enthält; Schafe fressen Aster pekinensis nicht gern, wenn die Pflanzengemeinschaft reich an Aster pekinensis und Lathyrus quinquenerviu57 ist.

An den nicht beweideten Standorten hingegen nahmen die Pflanzenindizes Pielou, Simpson und Shannon-Wiener mit dem Alter des Hügels ab, was möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dass der Hügel hauptsächlich Gramineen enthielt und die anderen Familien in den höheren Zeitaltern weniger gut vertreten waren7,58. Daher nahm die Vielfalt der Pflanzenarten mit dem Alter des Hügels ab, wenn auf dem Grasland kein Vieh weidete, was der Studie von Stephan et al. ähnelte. (2017)59 zufolge gingen die gefundenen Pflanzenarten aufgrund der langfristigen Einschließung verloren. Umgekehrt erhöhte die Beweidung die Pflanzenartenvielfalt von Hügeln, und eine frühere Studie ergab, dass die Beweidung die Pflanzenartenvielfalt in intakten Graslandschaften aufgrund von Viehfutter verringerte34. Somit kann die Kombination von Zokor-Hügeln und Beweidung die Artenvielfalt der Grünlandpflanzen erhalten.

Mit steigendem Pflanzen-AGB stieg der TN- und TP-Gehalt des Bodens an den Weidestandorten. Das Zertreten von Vieh beschleunigt die Zersetzungsrate von Pflanzenstreu24,60. Wenn daher der Pflanzen-AGB zunimmt, trägt das Trampeln von Nutztieren zur Erhöhung der Boden-TN bei, und die Zersetzung von Viehurin im Boden erhöht die Boden-TP61. An nicht beweideten Standorten sammelt sich mit zunehmender AGB Pflanzenstreu an, der sich jedoch langsam zersetzt, was zu einer Abnahme von TN und TP38 führt. Diese Studie zeigt, dass mit steigendem AGB auch die Simpson- und Shannon-Wiener-Indizes an den Weidestandorten steigen. Da mäßiges Zertreten von Nutztieren das schnelle Wachstum dominanter Arten hemmen und Möglichkeiten für das Wachstum einjähriger kurzlebiger Arten bieten kann, nimmt die Vielfalt der Grünlandpflanzenarten zu62. Darüber hinaus hat jede Pflanzenpopulation auf Almwiesen ihre Nische; Allerdings können nur Arten mit starken Konkurrenzfähigkeiten in einer Pflanzengemeinschaft koexistieren63. Dies kann die Anzahl der Arten begrenzen und so zum positiven Zusammenhang zwischen Pflanzen-AGB und Artenvielfalt beitragen64. An den Nichtweidestandorten korrelierten die Pflanzen-Simpson- und Shannon-Wiener-Indizes negativ mit dem Pflanzen-AGB. Einige Studien haben auch bestätigt, dass Störungen durch einige kleine Nagetiere wie Plateau-Zokors7, Taschenratten65 und Mongolische Pikas22 negativ mit dem Artenreichtum der Pflanzen korrelieren, obwohl sich dies von den Auswirkungen von Präriehunden66 und Maulwurfsratten67 auf die Pflanzenvielfalt unterscheidet. Die Unterschiede in den Ergebnissen wurden hauptsächlich durch die Pflanzenartenzusammensetzung der Grünlandgemeinschaften, die Ernährungsgewohnheiten der Nagetiere und die Grabmethoden verursacht68.

Diese Studie zeigt, dass die Beweidung die Beziehung zwischen dem Pflanzen-AGB und der Artenvielfalt, dem Nährstoffgehalt des Bodens und der enzymatischen Aktivität verändern kann. An den Weidestandorten wirkte sich das Hügelalter durch die Pflanzenartenvielfalt auf die Pflanzen-AGB aus. Im Gegensatz dazu wirkte sich an den nicht beweideten Standorten das Alter der Hügel durch die Enzymaktivität des Bodens auf die Pflanzen-AGB aus. Es gibt zwei Hauptgründe für dieses Ergebnis. Erstens kann die Nahrungssuche und das Trampeln von Nutztieren die Biomasse durch Pflanzenverbrauch verringern. Der Verzehr von Pflanzen kann das kompensatorische Wachstum der verzehrten Pflanzen stimulieren69 oder ihre apikale Dominanz beseitigen, was zur Entstehung mehrerer neuer Pflanzen in einer Gemeinschaft70,71 führt und so zu einer Steigerung der Pflanzenartenvielfalt und des AGB beiträgt. Zweitens sind Plateau-Zokors unterirdische Nagetiere. Störende Aktivitäten finden unter der Erde statt und wirken sich direkt auf die Bodeneigenschaften aus, wie z. B. das Ausheben von Pflanzenwurzeln, das Umwälzen des Bodens und das Befördern von tiefem Boden an die Oberfläche72. Zokor-Störungen verändern auch die Dichte und Zusammensetzung der Samenbanken im Boden, da die Störungen Samen aus der unteren Bodenschicht in die obere Schicht befördern und geeignete Bedingungen für die Keimung schaffen, insbesondere in einigen empfindlichen Lebensräumen wie alpinen Graslandschaften73. Kurz gesagt: Störungen durch Plateau Zokor wirken sich auf die Pflanzen-AGB durch die Veränderung der Bodeneigenschaften und der Bodensamenbanken, wie z. B. der Bodenenzymaktivität, an den Nichtweidestandorten aus.

Bisherige Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Koexistenz von Nutztieren wie Rindern und Schafen mit Zokor für die Entwicklung gesunder Graslandschaften nicht förderlich ist. Lokale Regierungen haben vorgeschlagen, dass das Zokor-Plateau eine Schlüsselrolle bei der Graslanddegradation spielt74. Eine frühere Studie ergab jedoch, dass es bei geringer oder mäßiger Beweidungsintensität nie zu hohen Zokordichten kommt11. Wir untersuchten den Zusammenhang zwischen kleinen, wühlenden Säugetieren und moderater Viehbeweidung, indem wir die ökologische Rolle von hügelbildenden Säugetieren im Grasland untersuchten. Um den Nährstoffgehalt des Bodens und die Pflanzenartenvielfalt zu verbessern, sollten Beweidungsintensität, -arten und -zeit angepasst werden, um eine nachhaltige und stabile Grünlandnutzung zu erreichen.

Wir untersuchten die Auswirkung mäßiger Beweidung auf Bodennährstoffe, Pflanzenartenvielfalt und Pflanzen-AGB in Hügeln unterschiedlichen Alters. Wir fanden heraus, dass mäßige Beweidung den SOC- und TP-Gehalt der Hügel signifikant erhöhte. Der höhere SOC und TP der Hügel in beweidetem Grasland ist ein potenzieller Mechanismus, der bestimmt, welche Vegetation sich auf natürliche Weise erholt. Die Pflanzen-Pielou-, Simpson- und Shannon-Wiener-Indizes der 3 und 4 Jahre alten Hügel für die Weidestandorte waren höher als die für die Nichtweidestandorte, und eine mäßige Beweidung erhöhte die Pflanzenartenvielfalt, was sich positiv auf die Wiederherstellung der Hügel auswirkt Vegetation. Allerdings war die Saccharase-Aktivität im Boden an Weidestandorten deutlich geringer als an Nichtweidestandorten. Insgesamt ergab diese Studie, dass die Vielfalt der Pflanzenarten der Schlüsselfaktor für die AGB von Hügelpflanzen in beweidetem Grasland ist, während die Aktivität von Bodenenzymen der Schlüsselfaktor für den Einfluss auf nicht beweidetes Grasland ist.

Die Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Zhang, YJ et al. Ein verringerter Weidedruck bringt Produktions- und Umweltvorteile für die typische Steppe Nordchinas. Wissenschaft. Rep. 5, 16434. https://doi.org/10.1038/srep16434 (2015).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Han, JG et al. Management der Degradierung und Wiederherstellung von Weideland in China. Rangeland J. 30, 233–239. https://doi.org/10.1071/RJ08009 (2008).

Artikel Google Scholar

Marinus, JA & Werger, MAS Eurasische Steppe. Ökologische Probleme und Lebensgrundlagen in einer sich verändernden Welt (Springer, 2012).

Google Scholar

Gettinger, RD Energie- und Wasserstoffwechsel frei lebender Taschenratten, Thomomys bottae. Ecology 65, 740–751 (1984).

Artikel Google Scholar

Reichman, OJ & Smith, SC Auswirkungen von Taschenrattenhöhlen auf die darüber liegende Vegetation. J. Säugetier. 66, 720–725. https://doi.org/10.2307/1380798 (1985).

Artikel Google Scholar

Tilman, D. Pflanzensukzession und Gopher-Störung entlang eines experimentellen Gradienten. Oecologia 60, 285–292. https://doi.org/10.1007/BF00376840 (1983).

Artikel ADS PubMed Google Scholar

Zhang, YM & Liu, J. Auswirkungen von Plateauzokors (Myospalax Fontanierii) auf Pflanzengemeinschaft und Boden auf einer Almwiese. J. Säugetier. 84, 644–651. https://doi.org/10.1644/1545-1542(2003)084%3c0644:EOPZMF%3e2.0.CO;2 (2003).

2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1644%2F1545-1542%282003%29084%3C0644%3AEOPZMF%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 7" data-doi="10.1644/1545-1542(2003)0842.0.CO;2">Artikel Google Scholar

Li, JX et al. Einflüsse von Pika und simulierten Weidestörungen auf kahlen Almwiesenflächen in der Quellzone des Gelben Flusses. J. Mt. Sci. 18, 1307–1320. https://doi.org/10.1007/s11629-020-6196-y (2021).

Artikel Google Scholar

Yahdjian, L., Tognetti, PM & Chaneton, EJ Die funktionelle Zusammensetzung der Pflanzen beeinflusst Bodenprozesse in neuartigen Sukzessionsgraslandschaften. Funktion. Ökologisch. 31, 1813–1823. https://doi.org/10.1111/1365-2435.12885 (2017).

Artikel Google Scholar

Wilkinson, MT, Richards, PJ & Humphreys, GS Grundsteinlegung: Pedologische, geologische und ökologische Auswirkungen der Bodenbioturbation. Erdwissenschaft. Rev. 97, 257–272. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.09.005 (2009).

Artikel ADS Google Scholar

Zhang, YM, Zhang, ZB & Liu, JK Grabende Nagetiere als Ökosystemingenieure: Ökologie und Management von Plateauzokors Myospalax Fontanierii in Alpenwiesenökosystemen auf dem tibetischen Plateau. Säugetier. Rev. 33, 284–294. https://doi.org/10.1046/j.1365-2907.2003.00020.x (2003).

Artikel Google Scholar

Reza, E., Paria, K., Hassan, G. & Julien, P. Auswirkung der Beweidungsentfernung auf die oberirdische Vegetation und die Zusammensetzung der Bodensamenbank in subalpinen Graslandschaften im Norden Irans. Pflanzenöko. Taucher. 9, 309–320. https://doi.org/10.1080/17550874.2016.1221479 (2016).

Artikel Google Scholar

Reza, E., Shadi, H. & Mohammad, J. Wirkung von Kissenpflanzen auf die Bodensamenbank in überweideten semiariden Regionen. Landabbau. Entwickler 31, 990–1000. https://doi.org/10.1002/ldr.3517 (2020).

Artikel Google Scholar

Erfanzadeh, R., Shahbazian, R. & Zali, H. Rolle von Pflanzenbeeten bei der Erhaltung der Flora aus der Bodensamenbank in einem überweideten Hochgebirgslebensraum im Norden Irans. J. Agr. Wissenschaft. Tech-Iran. 16, 229–238 (2014).

Google Scholar

Hu, LJ, Wang, WN, Cheng, Y. & Guo, YH Die Auswirkungen von Weidevieh auf die Grünlandfunktion hängen möglicherweise eher von der Beweidungsintensität als von der Nutztiervielfalt ab. Proz. Natl. Acad. Wissenschaft. USA 116, 18762–18763. https://doi.org/10.1073/pnas.1911488116 (2019).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Jacquot, M. et al. Verwendung einer Langzeitüberwachung von Rotfuchspopulationen zur Beurteilung von Veränderungen bei der Bekämpfung von Nagetieren. J. Appl. Ökologisch. 50, 1406–1414. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12151 (2013).

Artikel Google Scholar

Liu, N., Kan, HM, Yang, GW & Zhang, YJ Veränderungen in Pflanzen, Boden und Mikroben in einer typischen Steppe durch simulierte Beweidung: Erklärung möglicher Veränderungen im Boden C. Ecol. Monogr. 85, 269–286. https://doi.org/10.1890/14-1368.1 (2015).

Artikel Google Scholar

Pech, RP, Jie, B., Arthur, AD, Zhang, YM & Hui, L. Populationsdynamik und Managementreaktionen von Plateau-Pikas Ochotona curzoniae. J. Appl. Ökologisch. 44, 615–624. https://doi.org/10.1111/j.1365–2664.2007.01287.x (2007).

Artikel Google Scholar

Harris, RB, Wang, W., Badin, QY, Smith, AT & Bedunah, DJ Pflanzenfresser und Konkurrenz der tibetischen Steppenvegetation auf Winterweiden: Auswirkungen der Ausgrenzung von Nutztieren und der Reduzierung von Pika auf dem Plateau. PLoS ONE 10, e0132897. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0132897 (2015).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, CJ et al. Die erhöhte Verfügbarkeit bevorzugter Nahrungsmittel und geringere Futterkosten durch degradiertes Grasland führen zu Nagetierschädlingen im Qinghai-Tibet-Plateau. Vorderseite. Ökologisch. Entwicklung 10, 971429. https://doi.org/10.3389/fevo.2022.971429 (2022).

Artikel Google Scholar

Su, JH et al. Zokor-Störungen deuteten auf positive mikrobielle Bodenreaktionen mit Kohlenstoffkreislauf und Mineralverkrustung im alpinen Grasland hin. Ökologisch. Ing. 144, 105702. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2019.105702 (2020).

Artikel Google Scholar

Wesche, K., Nadrowski, K. & Retzer, V. Habitattechnik unter trockenen Bedingungen: der Einfluss von Pikas (Ochotona pallasi) auf Vegetation und Standortbedingungen in südmongolischen Steppen. J. Veg. Wissenschaft. 18, 665–674. https://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2007.tb02580.x (2007).

Artikel Google Scholar

Han, CH et al. Erhöhte Niederschläge beschleunigen den Umsatz organischer Bodensubstanz, der mit der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft im Oberboden alpiner Wiesen auf dem östlichen tibetischen Plateau verbunden ist. Dürfen. J. Mikrobiol. 63, 811–821. https://doi.org/10.1139/cjm-2017-0157 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ortega, IM, SolteroGardea, S., Drawe, DL & Bryant, FC Bewertung von Weidestrategien für Rinder: Ernährung von Rindern und Hirschen. J. Range. Verwalten. 50, 631–637. https://doi.org/10.2307/4003459 (1997).

Artikel Google Scholar

Jones, CC, Halpern, CB & Niederer, J. Pflanzensukzession auf Gopher-Hügeln in Western Cascade-Wiesen: Konsequenzen für die Artenvielfalt und Heterogenität. Bin. Mittell. Nat. 159, 275–286. https://doi.org/10.1674/0003-0031(2008)159[275:PSOGMI]2.0.CO;2 (2008).

Artikel Google Scholar

Li, W. et al. Auswirkungen des Beweidungsregimes auf Vegetationsstruktur, Produktivität, Bodenqualität, Kohlenstoff- und Stickstoffspeicherung von Almwiesen auf dem Qinghai-Tibetischen Plateau. Ökologisch. Ing. 98, 123–133. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2016.10.026 (2017).

Artikel Google Scholar

Nelson, DW & Sommers, LE Gesamtkohlenstoff, organischer Kohlenstoff und organische Substanz. In Methoden der Bodenanalyse Teil 2. Chemische und mikrobielle Eigenschaften. https://doi.org/10.2134/agronmonogr9.2.2ed.c29 (1982).

Murata, T. et al. Saisonale Schwankungen des Gehalts an mikrobieller Biomasse im Boden und der neutralen Zuckerzusammensetzung im Boden im Grünland in der japanischen gemäßigten Zone. Appl. Boden. Ökologisch. 11, 253–259. https://doi.org/10.1016/S0929-1393(98)00152-8 (1999).

Artikel Google Scholar

Fang, JY et al. Methoden und Protokolle für die Bestandsaufnahme von Pflanzengemeinschaften. Biodivers. Wissenschaft. 17, 533–548. https://doi.org/10.3724/SP.J.1003.2009.09253 (2009) (auf Chinesisch mit englischer Zusammenfassung).

Artikel Google Scholar

Armas, C., Ordiales, R. & Pugnaire, FI Messung von Pflanzeninteraktionen: Ein neuer Vergleichsindex. Ökologie 85, 2682–2686. https://doi.org/10.1890/03-065 (2004).

Artikel Google Scholar

Perkins, LB & Hatfield, G. Konkurrenz, Erbe und Priorität sowie der Erfolg von drei invasiven Arten. Biol. Invasionen 16, 2543–2550. https://doi.org/10.1007/s10530-014-0684-3 (2014).

Artikel Google Scholar

Sun, J. et al. Überprüfung der Hypothese des Biomassetransfers bei mäßiger Beweidung auf dem tibetischen Plateau: Eine Metaanalyse. Pflanzenerde 458, 139–150. https://doi.org/10.1007/s11104-019-04380-8 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

De Deyn, GB, Cornelissen, JHC & Bardgett, RD Funktionelle Merkmale von Pflanzen und Kohlenstoffspeicherung im Boden in kontrastierenden Biomen. Ökologisch. Lette. 11, 516–531. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2008.01164.x (2008).

Artikel PubMed Google Scholar

Du, YG, Ke, X., Guo, Biochem. Syst. Ökologisch. 85, 72–75. https://doi.org/10.1016/j.bse.2019.05.012 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Semmartin, MA, Bella, C. & Salamone, IS Durch Beweidung verursachte Veränderungen in der Zusammensetzung der Pflanzenarten wirken sich auf die Pflanzen- und Bodeneigenschaften von Grünland-Mesokosmen aus. Pflanzenerde 328, 471–481. https://doi.org/10.1007/s11104-009-0126-7 (2010).

Artikel CAS Google Scholar

Zhang, RY et al. Die Vielfalt der Pflanzen- und Bodenmikroben vermittelt die Reaktion der Multifunktionalität des Ökosystems auf Beweidungsstörungen. Wissenschaft. Gesamtumgebung. 776, 145730. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145730 (2021).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Prieto, LH, Bertiller, MB, Carrera, AL & Olivera, NL Bodenenzyme und mikrobielle Aktivitäten in einem Weideökosystem des patagonischen Monte. Argentinien. Geoderma 162, 281–287. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2011.02.011 (2011).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Wang, ZN et al. Große Pflanzenfresser beeinflussen die Zersetzung von Pflanzenstreu, indem sie die Bodeneigenschaften und die Pflanzenqualität in einer Wiesensteppe verändern. Wissenschaft. Rep. 8, 9089. https://doi.org/10.1038/s41598-018-26835-1 (2018).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yang, XX et al. Unterschiedliche Reaktionen des Gehalts an Bodenelementen und ihrer Stöchiometrie (C:N:P) auf die Beweidung von Yaks und tibetischen Schafen in einem alpinen Grasland auf dem östlichen Qinghai-Tibetischen Plateau. Agr. Ökosystem. Umgebung. 285, e106628. https://doi.org/10.1016/j.agee.2019.106628 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Liu, CL et al. Reaktion von Bodennährstoffen und Stöchiometrie auf die Beweidung im alpinen Grasland auf dem Qinghai-Tibet-Plateau. Bodenbearbeitung. Res. 206, 104822. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104822 (2021).

Artikel Google Scholar

Bui, EN & Henderson, BL C:N:P-Stöchiometrie in australischen Böden im Hinblick auf Vegetation und Umweltfaktoren. Pflanzenerde 373, 553–568. https://doi.org/10.1007/s11104-013-1823-9 (2013).

Artikel CAS Google Scholar

Pang, XP, Yang, H., Wei, XX & Guo, ZG Wirkung der Bioturbation von Plateau-Pika (Ochotona curzoniae) auf die CNP-Stöchiometrie des Bodens in Alpenwiesen. Geoderma 397, 115098. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115098 (2021).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Eldridge, DJ & Koen, TB Bildung nährstoffarmer Bodenflächen in einem halbtrockenen Waldgebiet durch das europäische Kaninchen (Oryctolagus cuniculus L.). Australisch. Ökologisch. 33, 88–98. https://doi.org/10.1111/j.1442-9993.2007.01793.x (2008).

Artikel Google Scholar

Yurkewycz, RP, Bishop, JG, Crisafulli, CM, Harrison, JA & Gill, RA Gopher-Hügel verringern die Nährstoffkreislaufraten und erhöhen die angrenzende Vegetation in der vulkanischen Primärsukzession. Oecologia 176, 1135–1150. https://doi.org/10.1007/s00442-014-3075-7 (2014).

Artikel ADS PubMed Google Scholar

Clark, KL, Branch, LC, Hierro, JL & Villarreal, D. Grabende Pflanzenfresser verändern die Kohlenstoff- und Stickstoffdynamik des Bodens in einem semiariden Ökosystem, Argentinien. Bodenbiol. Biochem. 103, 253–261. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.08.027 (2016).

Artikel CAS Google Scholar

Nunan, N. et al. Durch Schafurin verursachte Veränderungen in der Struktur der Bodenmikrobengemeinschaft. Frauen. Mikrobiol. Ökologisch. 56, 310–320. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2006.00072.x (2006).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Patra, AK et al. Auswirkungen der Beweidung auf mikrobielle Funktionsgruppen, die an der N-Dynamik im Boden beteiligt sind. Ökologisch. Monogr. 75, 65–80. https://doi.org/10.1890/03-0837 (2005).

Artikel Google Scholar

Luciano, HP, Monica, BB, Analia, LC & Nelda, LO Bodenenzyme und mikrobielle Aktivitäten in einem Weideökosystem des patagonischen Monte, Argentinien. Geoderma 162, 281–287. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2011.02.011 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Ma, X. et al. Kurzfristige Auswirkung gezielter Ausbringung von Schafskot auf Grünland in der Inneren Mongolei auf Boden- und Pflanzenparameter. Komm. Bodenwissenschaft. Pflanze Anal. 38, 1589–1604. https://doi.org/10.1080/00103620701378516 (2007).

Artikel CAS Google Scholar

Shand, CA, Williams, BL, Dawson, LA, Smith, S. & Young, ME Schafurin beeinflusst die Nährstoffzusammensetzung der Bodenlösung und Wurzeln: Unterschiede zwischen Feld- und Grasnarbenböden und die Auswirkungen von synthetischem und natürlichem Schafurin. Bodenbiol. Biochem. 34, 163–171. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(01)00163-8 (2002).

Artikel CAS Google Scholar

Connell, JH Vielfalt in tropischen Regenwäldern und Korallenriffen. Wissenschaft 199, 1302–1310. https://doi.org/10.1126/science.199.4335.1302 (1978).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Diaz, S. et al. Reaktionen von Pflanzenmerkmalen auf die Beweidung – eine globale Synthese. Global Change Biol. 13, 313–341. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01288.x (2007).

Artikel ADS Google Scholar

Adler, P., Raff, D. & Lauenroth, W. Einfluss der Beweidung auf die räumliche Heterogenität der Vegetation. Oecologia 128, 465–479. https://doi.org/10.1007/s004420100737 (2001).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Li, XG et al. Dynamik der Bodeneigenschaften und des organischen Kohlenstoffspeichers im Mutterboden von Zokor-Hügeln an einem alpinen Standort des Qinghai-Tibetischen Plateaus. Biol. Fruchtbar. Böden. 45, 865–872. https://doi.org/10.1007/s00374-009-0398-3 (2009).

Artikel CAS Google Scholar

Zhang, WG, Jiang, XL, Yan, L. & Ma, JY Veränderungsmuster zwischen pflanzlichen Funktionsgruppen entlang eines Sukzessionsstatus von Zokor-Hügeln im Qinghai-Tibetischen Plateau. New Zeal J. Agr. Res. 52, 299–305. https://doi.org/10.1080/00288230909510514 (2009).

Artikel Google Scholar

Han, GD, Bi, LGT & Gao, AS Vergleichsstudie zum selektiven Aufnahmeverhalten von Schafen bei unterschiedlichen Besatzraten in der Stipa breviflora deser Steppe. Pratacul. Tural. Wissenschaft 21, 95–97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-0629.2004.12.021 (2004) (auf Chinesisch mit englischer Zusammenfassung).

Artikel Google Scholar

Wang, L., Wang, DL, Liu, J., Huang, Y. & Hodgkinson, KC Variation der Ernährungsauswahl eines großen Pflanzenfressers in einem Fütterungsexperiment mit steigender Artenzahl und unterschiedlichen Kombinationen pflanzlicher Funktionsgruppen. Acta Oecol. 37, 263–268. https://doi.org/10.1016/j.actao.2011.02.010 (2011).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Grant, WE & Folse, NJ Auswirkungen von Pocket Gopher Mounds auf die Pflanzenproduktion in Kurzgras-Prärieökosystemen. Südwest-Nat. 25, 215. https://doi.org/10.2307/3671243 (1980).

Artikel Google Scholar

Stephan, JG et al. Langfristige Gehege von Hirschen verändern die Bodeneigenschaften, Pflanzenmerkmale, die Unterholzpflanzengemeinschaft und die Pflanzenfresser von Insekten, jedoch nicht die funktionellen Beziehungen zwischen ihnen. Oecologia 184, 685–699. https://doi.org/10.1007/s00442-017-3895-3 (2017).

Artikel ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhao, Y. et al. Eine mäßige Beweidung erhöht die neu assimilierte Kohlenstoffverteilung im Untergrund. Rhizosphere 22, 100547. https://doi.org/10.1016/j.rhisph.2022.100547 (2022).

Artikel Google Scholar

Du, ZY, Wang, China. J. Mt. Sci. 18, 1156–1167. https://doi.org/10.1007/s11629-021-7026-6 (2022).

Artikel Google Scholar

Lv, SJ et al. Die dominante Rolle und räumliche Stabilität dominanter Arten nimmt mit zunehmender Besatzrate zu. Wissenschaft. Gesamtumgebung. 730, 138900. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138900 (2020).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Huston, MA & DeAngelis, DL Wettbewerb und Koexistenz: Die Auswirkungen von Ressourcentransport und Versorgungsraten. Bin. Nat. 144, 954–977. https://doi.org/10.1086/285720 (1994).

Artikel Google Scholar

Liu, L., Cheng, J., Liu, Y. & Sheng, J. Zusammenhang zwischen Produktivität und Artenreichtum im gemäßigten Grasland von Xinjiang. PLoS ONE 11, e0154026. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0154026 (2016).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Case, MF, Halpern, CB & Levin, SA Beiträge von Gopher-Hügeln und Wurfstörungen zur Pflanzengemeinschaftsstruktur in einem Wiesenkomplex der Cascade Range. Botanik 91, 555–561. https://doi.org/10.1139/cjb-2013-0023 (2013).

Artikel Google Scholar

Fahnestock, JT & Detling, JK Bison-Präriehund-Pflanzen-Interaktionen in einer nordamerikanischen Mischgrasprärie. Oecologia 132, 86–95. https://doi.org/10.1007/s00442-002-0930-8 (2002).

Artikel ADS PubMed Google Scholar

Hagenah, N. & Bennett, NC Maulwurfsratten fungieren als Ökosystemingenieure in einem Biodiversitäts-Hotspot, dem Cape Fynbos. J. Zool. 289, 19–26. https://doi.org/10.1111/j.1469-7998.2012.00958.x (2013).

Artikel Google Scholar

Guo, T. Auswirkungen des Weideausschlusses auf die Beziehung zwischen Artenreichtum und Vegetationsbedeckung in mongolischen Graslandschaften. Pol. J. Ecol. 68, 211–228. https://doi.org/10.3161/15052249PJE2020.68.3.003 (2020).

Artikel Google Scholar

McNaughton, SJ Kompensatorisches Pflanzenwachstum als Reaktion auf Pflanzenfresser. Oikos 40, 329–336. https://doi.org/10.2307/3544305 (1983).

Artikel Google Scholar

Pang, XP & Guo, ZG Pika-Störungen auf dem Plateau verändern die Pflanzenproduktivität und die Bodennährstoffe in alpinen Wiesen des Qinghai-Tibetischen Plateaus. China. Rangeland J. 39, 133–144. https://doi.org/10.1071/RJ16093 (2017).

Artikel Google Scholar

Smith, AT, Wilson, MC & Hogan, BW Funktionelle Merkmalsökologie des Plateau-Pikas Ochotona curzoniae im Ökosystem des Qinghai-Tibetischen Plateaus. Integr. Zool. 14, 87–103. https://doi.org/10.1111/1749-4877.12300 (2019).

Artikel PubMed Google Scholar

Kurek, P., Kapusta, P. & Holeksa, J. Das Graben durch Dachse (Meles meles) und Füchse (Vulpes vulpes) verändert die Bodenbedingungen und die Vegetation in einem europäischen gemäßigten Wald. Ökologisch. Res. 29, 1–11. https://doi.org/10.1007/s11284-013-1094-1 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Yusefi, H., Erfanzadeh, R. & Esmailzadeh, O. Auswirkung von Wildschweinstörungen auf die Bodensamenbank in alpinen Pflanzengemeinschaften. Landabbau. Entwickler 34, 1225–1234. https://doi.org/10.1002/ldr.4528 (2023).

Artikel Google Scholar

Smith, AT & Foggin, JM Der Plateau-Pika (Ochotona curzoniae) ist eine Schlüsselart für die Artenvielfalt auf dem tibetischen Plateau. Anim. Konserv. 2, 235–240. https://doi.org/10.1111/j.1469-1795.1999.tb00069.x (1999).

Artikel Google Scholar

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Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (32272566 und 31760706), dem Industrial Support Program Project (2022CYZC-47) der Bildungsabteilung der Provinz Gansu, dem Science and Technology Support Project des Forestry and Grassland Bureau der Provinz Gansu (LCJ2021020) unterstützt. und das Programm für Longyuan Youth Innovation and Entrepreneurship Talent (Team) der Provinz Gansu in China (LYRC2019-2).

College of Grassland Science, Key Laboratory of Grassland Ecosystem (Bildungsministerium), Gansu Agricultural University, Lanzhou, 730070, China

Qian Zhang, Yan Lu, Caijun Zhang, Baohui Yao und Junhu Su

Gansu Agricultural University-Massey University Research Center for Grassland Biodiversity, Gansu Agricultural University, Lanzhou, 730070, China

Qian Zhang, Yan Lu, Caijun Zhang, Baohui Yao und Junhu Su

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Alle Autoren haben zur Konzeption und Gestaltung der Studie beigetragen. Die Materialvorbereitung, Datenerfassung und Analyse wurden von QZ, YL, CZ und BY durchgeführt. Der erste Entwurf des Manuskripts wurde von QZ verfasst und alle Autoren kommentierten frühere Versionen des Manuskripts. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Junhu Su.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Zhang, Q., Lu, Y., Zhang, C. et al. Einfluss mäßiger Viehbeweidung auf Boden- und Vegetationseigenschaften in Zokor-Hügeln unterschiedlichen Alters. Sci Rep 13, 12459 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-39530-7

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Eingegangen: 01. Januar 2023

Angenommen: 26. Juli 2023

Veröffentlicht: 01. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-39530-7

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