不同經濟林生境甘肅鼢鼠洞道土壤理化性質特征研究

任斌　魯策文　王田雨　何佳凝　楊桂燕　張美文　南小寧　唐天次　徐正剛

摘 要：
洞道是甘肅鼢鼠活動的主要場所，營建洞道是改變土壤微生態的重要途徑。為了解甘肅鼢鼠生存環境的特點以及其與周邊土壤環境的差異，本研究以陜西省彬州市韓家鎮白皮松樣地和永樂鎮花椒樣地為對象，對比分析了甘肅鼢鼠洞道區和非洞道區的土壤理化性質和土壤養分特征。結果表明：甘肅鼢鼠的活動使洞道土壤的最大持水量和毛管持水量增加，對土壤的速效磷含量存在著顯著性的影響，對于土壤溫度、土壤含水率和最小持水量、銨態氮和速效鉀的影響存在著地點差異。這些結果表明甘肅鼢鼠的生命活動可以影響洞道環境土壤環境，可為甘肅鼢鼠的管理和防控提供科學依據。

關鍵詞：
甘肅鼢鼠；
洞道；
土壤理化性質；
水土保持

中圖分類號：S763.7 文獻標識碼：A 文章編號：1004-3020（2023）02-0041-06

Soil Physical and Chemical Properties of Myospalax cansus Tunnel in Different Non-timber Forest Habitats

Ren Bin（1，2） Lu Cewen（1） Wang Tianyu（1） He Jianing（1，2）Yang Guiyan（1）Zhang Meiwen（2）Nan Xiaoning（1）

Tang Tianci（3） Xu Zhenggang（1）

（1. Key Laboratory of Western Forest Biological Disaster Management， State Forestry and

Grassland Administration， College of Forestry Northwest A & F University， Xianyang 712100;

2. Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region， Institute of

Subtropical Agriculture， Chinese Academy of Science， Changsha 410125;

3.Cili County Forestry Bureau of Hunan ProvinceCili 427200）

Abstract：
The tunnel is the main place for the activity of Gansu zokor （Myospalax cansus ）. The construction of tunnel is an important way to change the soil microhabitat. In order to understand the characteristics of the living environment of M. cansus and its differences with the surrounding soil environment， this study took the Pinus bungeana sample plot and Zanthoxylum bungeanum sample plot in Binzhou City， Shaanxi Province as study areas and compared and analyzed the soil physicochemical properties of tunnel areas of M. cansus with control areas. The results showed that the activities of M. cansus could increase the maximum water holding capacity and capillary water holding capacity of the soil， and have a significant effect on the content of available phosphorus in the soil. There were site differences in the effects of soil temperature， soil moisture content， and minimum water holding capacity， ammonium nitrogen and available potassium. These results indicated that the life activities of M. cansus can affect the soil environment of the tunnel environment， and provide a scientific basis for the management and control of M. cansus population.

Key words：
Myospalax cansus；
tunnel；
physical and chemical properties of soil；
water and soil conservation；

地下動物是指在其生命中大部分時間都生活在地下，而且身體和生活習性已經適應地下環境的一類特殊動物[1]。其在土壤形成發育、土壤結構和肥力保持以及促進植物群落的次生演替和維持動植物物種多樣性方面發揮著重要作用[2]。地下動物對土壤環境的變化十分敏感，可以作為土壤環境變化的指示者。地下動物通過直接的選擇性取食，改變營養物質的可獲得性等方式加速土壤有機質的分解作用，影響土壤性質[3-4]。同時地下動物的數量變化也受到土壤性質的影響，土壤的理化性質對于地下動物的多樣性和分布有重要的影響，而地下動物在生態系統中也能通過其生命活動對土壤的理化性質產生反向作用[5]。甘肅鼢鼠Myospalax cansus 為典型地下動物，其挖掘和推土造丘活動不僅能夠改變土壤的物理狀況，形成微地形變化，還能將地下的土壤有機質轉移到地表，增強地表植被對礦物元素的利用，影響土壤養分循環和土壤微生物活動[6-9]。此外，甘肅鼢鼠活動形成的土丘和洞穴能夠有效的增加土壤通透性，降低土壤容重，從而提高土壤接納降水和涵養水源的能力[10]。但是，隨著鼠丘數量的過度增加，因為鼠丘土壤中有大量易流失的孔隙水，分布于地表的大量鼠丘使水土流失面積變大，土壤含水量下降，減少了可被地表植被有效吸收利用的水分，草地的退化和沙化變得更加嚴重[11-13]。

甘肅鼢鼠為重要林業地下害鼠，其食性較雜，主要食物為植物的地下根莖[14-15]，喜在土壤深厚質地疏松、草木生長茂盛、土層較少翻動、環境穩定的地方挖洞造窩，尤其是退耕還林的幼林地或農田地埂[16]，對油松Pinus tabulaeformis 、樟子松Pinus sylvestris var. mongholica、落葉松Larix gmelinii 、花椒Zanthoxylum bungeanum 、蘋果Malus pumila 、山楂Crataegus pinnatifida 的危害較為嚴重，楊樹、柳樹Salix babylonica 、榆樹Ulmus pumila 次之[17]。洞道是甘肅鼢鼠活動的主要場所，洞道營建也是甘肅鼢鼠改變土壤微生態的重要途徑。同時甘肅鼢鼠挖掘洞道的速度驚人，洞穴構造復雜，通常由洞口、洞道、老窩等結構所組成，長而多分支，總長度可達100余米，地下洞道縱橫交錯，會對生境植物的根系結構造成破壞，也會使土壤的物理和化學性質發生改變[18]。近年來對甘肅鼢鼠的研究主要集中在甘肅鼢鼠的治理和利用兩個方面[19-20]。關于鼢鼠洞道對土壤理化性質影響的研究只有零星報道，如田永亮等人研究得出甘肅鼢鼠活動會增加洞道上層土壤的土壤容重，降低土壤含水率，對土壤速效磷和速效鉀影響不明顯[21]。而姬程鵬等研究得出甘肅鼢鼠活動對洞道土壤的全氮、速效磷和有機質含量影響不顯著[22]，甘肅鼢鼠活動對洞道土壤養分含量的影響趨同，但對洞道土壤養分的影響是否存在地點差異，依然需要更多的研究提供科學證據。為了解甘肅鼢鼠種群生存環境的特點及其對土壤理化性質的影響，本研究選取白皮松Pinus bungeana、花椒地兩個不同生境樣地分析甘肅鼢鼠洞道環境特征，確定甘肅鼢鼠喜好環境，為甘肅鼢鼠的生態防治和資源利用奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 采樣地概況

本次試驗研究區地處渭北高原西部，涇河中下游，位于陜西省彬州市（圖1），分別為韓家鎮（107.89°E，35.02°N，海拔1 208 m）和永樂鎮（108.15°E，35.22°N，海拔1 068 m）。韓家鎮樣地生境所生長植物類型為白皮松，永樂鎮樣地生境所生長植物類型為花椒。兩地氣候均屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年平均氣溫9.6℃，年平均日照時數2 260.7 h，年平均降水量588.5 mm，降雨主要集中在每年的7～9月，無霜期180 d，土壤平均pH值8.58。上述兩地甘肅鼢鼠洞道均位于地面7～10 cm處，洞道半徑約為3 cm，白皮松樣地與花椒樣地沒有顯著差別。

1.2 土壤樣品采集

在白皮松樣地和花椒樣地分別設置3個100 m ×100 m樣方，每個樣方沿對角線分別在邊角和中心附近尋找3個甘肅鼢鼠洞道，解剖洞道。利用土壤環刀分別取洞道上層土（0～10 cm）和下層土（10～20 cm），后轉入鋁盒，并做標記。同時，使用塑封袋采集相應土層土壤，記錄，用于后續土壤養分測定。在離洞道2 m遠處，且附近無洞道點作為對照，按照相同操作同步取上層土壤和下層土壤。完成土壤采集后盡快轉回實驗室，用于后續測定（圖1）。

1.3 土壤理化性質測定

研究利用土壤參數速測儀（建大仁科，RS-*-SC-2）測定鼢鼠洞道上方與下方的土層溫度、含水率和電導率。采用環刀法測定土壤最大持水量、毛管持水量、最小持水量[23]。碳酸氫鈉浸提，濾液用白皮松樣地甘肅鼢鼠洞道景觀（C）、甘肅鼢鼠洞道景觀（D）連續流動分析儀測速效磷[24-25]；
氯化鉀浸提（液土比為10∶1），濾液用連續流動分析儀測硝態氮和銨態氮[26]；
乙酸銨提取-火焰分光光度法測速效鉀含量[27]。

1.4 統計分析

采用統計軟件SPSS 18進行統計分析，使用獨立樣本T檢驗對不同地點甘肅鼢鼠洞道區域和對照區域的土壤性質數據分析有無顯著性差異，使用Origin 2021軟件進行分析并制圖。

2 結果與分析

2.1 甘肅鼢鼠洞內土與洞外土含水率、土壤溫度、電導率特征[BT）]

白皮松樣地和花椒樣地甘肅鼢鼠采食洞道區上下層土壤的溫度、含水率、電導率與對應對照區相比均無明顯差異（p>0.05），但不同生境不同地點不同土層的上述指標卻存在差異（圖2）。不同生境不同地點土壤溫度隨土層深度增加而降低，僅白皮松生境的洞道區上層（0～10 cm）土壤溫度（6.4±1.3℃）顯著高于下層（20～30 cm）土壤溫度（4.1±0.6℃）差異顯著（p<0.05）。土壤含水率隨土層深度增加而增加，花椒樣地內，僅對照區上層土壤含水率（14.3±1.4%）顯著低于下層土壤含水率（20.8±0.9%），其他地點不同土層之間差異不顯著（p>0.05）。土壤電導率隨土層深度增加呈降低趨勢，其中在花椒樣地，對照區和洞道區上層土壤電導率均顯著高于下層土壤電導率（對照區123.3±2.5 mS·m-1 VS 114.0±2.6 mS·m-1 ，洞道區120.3±1.5 mS·m-1 VS 115.0±2.0 mS·m-1 ，p<0.05）。

2.2 甘肅鼢鼠洞內土與洞外土保水特征

甘肅鼢鼠采食洞道土壤的保水特征（最大持水量、毛管持水量、最小持水量）總體與對照區土壤差異均不顯著（p>0.05），但土壤最大持水量、毛管持水量和最小持水量均隨土層深度的增加而降低（圖3）。其中，白皮松樣地和花椒樣地，對照區上層土壤最大持水量均顯著高于下層土壤最大持水量（白皮松生境1 577.24±64.29 g·kg-1 VS 1 250.36±130.94 g·kg-1，花椒地生境1 955.36±151.04 g·kg-1 VS 1 492.78±132.02 g·kg-1，p<0.05），但洞道區上下層最大持水量均差異不顯著（p>0.05）。對照區上層土壤毛管持水量也顯著高于下層土壤（白皮松生境1 541.11±62.40 g·kg-1 VS 1 217.69±128.85 g·kg-1，花椒生境1 897.93±154.31 g·kg-1 VS 1 464.68±121.86 g·kg-1，p<0.05），洞道區未發現顯著差異（p>0.05）。土壤最小持水量在白皮松生境樣地內，對照區上層土壤顯著高于下層土壤（1 361.26±68.19 g·kg-1 VS 1 067.85±120.78 g·kg-1，p<0.05），在花椒生境樣地內，對照區和洞道區上層土壤最小持水量均顯著高于下層土壤最小持水量（對照區1 719.34±172.14 g·kg-1 VS 1 308.37±125.79 g·kg-1，洞道區1 783.53±102.05g·kg-1 VS 1 413.84±206.52 g·kg-1，p<0.05）。

2.3 甘肅鼢鼠洞內土與洞外土營養元素特征

甘肅鼢鼠采食洞道土壤的營養元素（速效磷、硝態氮、銨態氮、速效鉀）含量除了在白皮松樣地內土壤的速效磷含量顯著低于對照區（p<0.05），花椒地生境內的上層土壤速效鉀含量顯著高于對照區（p<0.05），其他含量與對照區均無顯著差異（p>0.05）（圖4）。其中，土壤速效磷含量在花椒樣地生境內，對照區上層土壤顯著高于下層土壤（11.92±8.43 mg·kg-1 VS 3.43±0.84 mg·kg-1，p<0.05），洞道區無顯著差異（p>0.05）。土壤硝態氮含量在白皮松生境和花椒生境樣地內上層土壤均顯著低于下層土壤（白皮松生境：對照區30.98±3.21 mg·kg-1 VS 62.49±16.94 mg·kg-1，洞道區30.16±6.88 mg·kg-1 VS 59.42±35.05 mg·kg-1；
花椒生境：對照區32.26±10.10 mg·kg-1 VS 46.11±12.58 mg·kg-1，洞道區30.89±4.54 mg·kg-1 VS 71.32±43.88 mg·kg-1，p<0.05）。土壤銨態氮含量在白皮松生境樣地內，對照區上層土壤含量顯著性低于下層土壤（31.12±7.09 mg·kg-1 VS 41.09±9.46 mg·kg-1，p<0.05）；
土壤速效鉀含量在花椒生境樣地內，對照區上層土壤速效鉀含量顯著性高于下層土壤（127.06±12.13 mg·kg-1 VS 108.15±13.92 mg·kg-1，p<0.05），洞道區均無顯著差異（p>0.05）；
在白皮松生境的不同實驗區，上層土壤速效鉀含量均顯著高于下層土壤（對照區129.14±26.11 mg·kg-1 VS 81.79±6.15 mg·kg-1，洞道區：149.89±61.09 mg·kg-1 VS 87.94±12.37 mg·kg-1 p<0.05）。

3 討論與結論

土壤作為自然植被生長的物質基礎，當土壤的物理環境和養分狀況發生變化時就有可能導致地上植物群落和地下生物群落發生變化，而地上植物和地下生物的生命活動也會對土壤環境造成一定的影響。高原鼢鼠在地下的挖掘過程構造了復雜的地下洞道系統，采食和排泄等活動直接影響著草地生態系統中土壤性質的變化[28]。土壤溫度是影響地下動物生存的重要因素之一，東北鼢鼠活動強度受土壤溫度影響，隨溫度增高而活動強度降低[29]，且溫度和濕度對甘肅鼢鼠體重的影響效果

顯著，高溫也不利于甘肅鼢鼠的生長[20]。本研究表明，在白皮松生境的樣地內，甘肅鼢鼠的活動會對其洞道內土壤的溫度產生明顯的影響，而在花椒生境的樣地內則沒有這種現象，這可能是兩種生境植物的根系的結構以及對環境的影響不同所導致的。高原鼢鼠活動增強，土壤容重、含水量也會隨之增加[30]，鼠兔通過其活動使土壤通透性總孔隙度增加[31]，由于土壤通氣性和水熱過程變化促進積雪融水和降水儲藏于土層而增加土壤持水能力[32]。這就解釋了在花椒生境樣地內，甘肅鼢鼠的活動會對其洞道內土壤的含水率產生明顯的影響，但在白皮松生境的樣地內卻沒有這種現象，可能是因為兩種生境植物根系的密度不同等所導致的。此外，甘肅鼢鼠的活動對土壤的最大持水量和毛管持水量的影響雖不顯著但有增加的趨勢，這與前人研究報道的鼢鼠活動能夠降低洞道土壤水分的結果有所不同[21]，可能是由于高原鼢鼠和甘肅鼢鼠的生活特性不同以及生境和采樣位置上的差異造成的。

土壤作為植物群落生長的養分庫，其養分含量的高低決定了土壤的肥沃程度和潛在養分供給能力，能夠影響到植物的群落結構，而植物群落結構的變化也會影響到依賴生境植物為生的地下動物的活動。同樣的，地下動物的進食等生命活動也會影響到生境植物的群落結構，從而引起土壤養分含量的變化。植物群落在生長發育過程中可以直接吸收利用的一類土壤養分是速效養分，對其變化植物群落也表現的更加敏感，且針對不同土壤養分不同植物的需求也有所不同。鼢鼠活動的增強導致土壤機碳全氮全磷有機質增加，對土壤全鉀、全磷、pH有顯著影響[30]，干擾強度的變化也影響土壤碳氮分布特征[31]，并隨著干擾強度增加影響植物對資源可利用性，顯著增加了土壤營養成分的異質性[33]。主要是由于鼢鼠通過造丘、挖掘、排泄及采食等行為使土壤性質、養分循環、新植物演替發生了變化，使土壤有機碳、有機質的輸入量和全氮含量增加[34]。同樣在本研究生花椒境樣地內發現，甘肅鼢鼠的活動會對其洞道內土壤的速效鉀含量產生明顯的影響，而對土壤內的銨態氮含量無明顯影響，而在白皮松生境樣地內則相反，這可能是兩種生境植物對銨態氮和速效鉀這兩種養分的吸收需求和能力不同所導致的。甘肅鼢鼠的活動對土壤的速效磷含量存在著顯著性的影響，磷元素對植物有著不可或缺的重要性，主要在于對植物的生長發育和群落生產力的維持起著決定性作用。甘肅鼢鼠的洞道附近在其進食下生境植物的根系含量嚴重降低，這可能是速效磷含量產生變化的原因之一。當前，甘肅鼢鼠防治主要依靠弓箭法和誘餌毒殺法[14]。弓箭法極大的依賴于布施弓箭人員的經驗，往往難以大面積推廣。依據本研究結果，比較洞道區域與對照區域土壤理化性質，除土壤速效鉀、速效磷差異顯著外，其他差異不顯著，說明對照區域具備吸引甘肅鼢鼠的挖掘洞道的潛力，因此，選擇甘肅鼢鼠喜食植物，模擬甘肅鼢鼠洞道結構，對其進行誘殺具有可行性。

綜上所述，甘肅鼢鼠的活動會對其洞道內土壤的最大持水量、毛管持水量和最小持水量總體上有增加的趨勢，對土壤的速效磷含量存在著顯著性的影響，對于土壤溫度、土壤含水率、銨態氮和速效鉀含量的影響存在著明顯的地點差異，具體原因還需要進行不同地點不同生境的進一步探究。研究結果對甘肅鼢鼠防治提供了理論參考。

參 考 文 獻

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（編校：鄭京津）

收稿日期：2022-09-14

基金項目：中央高?；究蒲袠I務費專項資金資助“不同質量食物對東方田鼠繁殖行為的影響及其機制”（2452022018）。

作者簡介：任斌（1992～），男，碩士研究生，研究方向為林木鼠兔害防治。

徐正剛為通訊作者。