2月7日，由高知大學農林海洋科學部的富田幹次助教，美國森林管理局、北海道大學、日本國立研究開發法人森林研究與整備機構森林綜合研究所（FFPRI）、岡山大學、東京大學、福井縣立大學組成的聯合研究團隊發表成果稱，脊椎動物的活動會改變土壤生物群集的空間結構和分佈，進而對生態系統產生影響。該結論是通過整理在地上生物對地下生物產生影響的路徑中，脊椎動物所扮演的角色而得出的。這一成果有望用於預測脊椎動物滅絕或增加對生態系統的影響。研究成果已發表在國際學術期刊《Trends in Ecology and Evolution》1月14日號刊上。
圖1：本次研究整理的脊椎動物對土壤生物產生影響的實例（供圖：高知大學）
（a）以蚯蚓為食的鼩鼱；（b）以洋菇為食的花栗鼠；（c）挖掘蟬幼蟲的棕熊；（d）馴鹿群經過的痕跡；（e）棕熊的糞便；（f）野豬的屍體
陸生生態系的構成要素可分為地上部分和地下部分（土壤）。以往，人們一直分別考量地上生物與地下生物之間的相輔作用，現在則越來越清晰地認識到二者之間的聯繫在生態系統功能中起著重要作用。地上與地下生物群集的聯繫一直是通過植物與土壤生物之間的相輔作用進行的。另一方面，許多脊椎動物可能通過掠食土壤動物或翻掘土壤等方式而對地下生物群集產生影響，但包括空間影響在內的具體機制此前並不明確。
為此，研究團隊通過對現有文獻的深入分析，將脊椎動物對地下生物群集的影響機制歸納為五種，並基於這五種機制探討和提出了脊椎動物對土壤生物群集的空間結構和間距分佈所產生的影響。
【①由掠食土壤生物產生的自上而下效應（食物鏈中高層掠食者對低層生物群集的影響）】鼩鼱和獾等地表性哺乳動物以及在地表覓食的鳥類會積極掠食蚯蚓等土壤動物。高移動性脊椎動物的掠食行為可能有助於土壤局部食物鏈的穩定性以及空間上分離的食物鏈之間的能量交換。
【②通過採食菌類實現孢子傳播】孢子傳播可能改變土壤中菌類群集的空間結構，進而影響菌根共生和木材分解等生態系統功能。例如，松鼠和老鼠通過菇類類的子實體，促進了孢子的擴散。
【③為土壤供給動物屍體或糞便，增加來自動物的碎屑（死亡的植物組織、動物屍體、尿液、糞便等來自非活體生物的有機物質）的可利用量】由於動物屍體和糞便尿液在空間上的分佈並不均勻，通過增加碎屑可利用量在空間上的異質性，進而對土壤生物群集的空間結構產生影響。
【④甲蟎和彈尾蟲等土壤動物通過附著在脊椎動物的體表進行遷移】這種「搭便車」行為使土壤動物能夠擴散到新的棲息地，從而擴大其分佈範圍。
【⑤通過翻掘和踩踏地面造成的物理幹擾】脊椎動物造成的物理幹擾與碎屑情況類似，具有空間上的不勻性，因此可能影響土壤生物群集的空間結構。例如，貧草原犬鼠和棕熊等多數哺乳動物會為了築巢或覓食而翻掘地面，而有蹄類動物在移動時會踩踏地面。
此次所提及的脊椎動物產生的影響，最終可能改變由土壤生物驅動的諸如土壤碳儲存等生態系統功能。
今後，在預測大型脊椎動物的保護或數量管理對生態系統功能的影響時，需要充分考慮這些途徑。
富田助教表示：「我在研究棕熊掠食蟬幼蟲這一現象的過程中，萌生了梳理土壤生物與大型哺乳動物之間總體關係的想法。土壤生物與大型動物之間的相輔作用仍有許多未知之處。希望這篇綜述論文能夠進一步推動關於地上與土壤生物之間複雜聯繫的研究。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Trends in Ecology and Evolution
論文：The underappreciated roles of aboveground vertebrates on belowground communities
DOI：doi.org/10.1016/j.tree.2024.12.011
