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自然保护区（protected areas）是全球生物保护的重要支柱。其中，植物是生物多样性和生态系统的核心组成部分，是实现生物保护目标的前提和基础。土壤种子库（soil seed banks）是一个隐蔽的植物多样性储备库，也是地上植被恢复的重要载体，对于维持植物多样性具有重要作用。尽管自然保护区限制了家畜和人为的干扰，但是野生食草动物（wild herbivores）的过度放牧造成了植被的退化和种子的丧失。然而，目前尚不清楚保护区内的野生食草动物对土壤种子库及植被恢复的长期作用和潜在影响。

图1 自然保护区中常见的野生食草动物（袋鼠）

考虑到降水是旱地保护区植被恢复的主要驱动力，西北工业大学生态环境学院与新南威尔士大学合作在澳大利亚东南部沿着半干旱到干旱的降水梯度，选择了三个自然保护区（Yathong，Mungo和Boolcoomatta），开展了超过10年的野生动物排除实验，以全面解析野生食草动物如何影响不同自然保护区的土壤种子库组成及植被恢复情况。

图2 研究所在自然保护区的分布图。MAP：年平均降水量

研究发现降水和野生动物放牧均会影响保护区的土壤种子库。种子库的密度（seed density）和丰富度（seed richness）随降水量的减少而逐渐增加，表明土壤种子库确实是干旱区重要的植物多样性贮藏库。野生食草动物对土壤种子密度的影响强烈依赖于保护区的降水量，具体来说，野生食草动物导致最干旱保护区（Boolcoomatta）的土壤种子库密度降低，相反，促进了最湿润地区（Yathong）土壤种子的积累。此外，野生动物放牧与保护区内入侵物种的种子密度增加和多年生植物的种子密度减少有关。

图3 野生动物放牧对不同降水量的保护区土壤种子（a）密度和（b）丰富度的影响（从左到右干旱程度增加）

图4 野生动物放牧对不同降水量的保护区中（a）一年生、（b）多年生、（c）入侵物种和（d）本地物种种子密度的影响（从左到右干旱程度增加）

图5 野生动物放牧对不同降水量的保护区中（a）禾本科植物的盖度、（b）杂类草的盖度、（c）灌木的盖度、（d）禾本科植物的种子密度、（e）杂类草的种子密度和（f）灌木的种子密度的影响（从左到右干旱程度增加）

图6 不同降水梯度保护区的地上植被和地下土壤种子库的相似性分析

本研究通过对澳大利亚多个自然保护区的长期野外监测，明确了野生食草动物放牧会破坏干旱地区的土壤种子库，导致降水对植被恢复的脉冲促进作用消失，阻碍保护区内的植被恢复。因此，需要加强对野生动物的管理，以增强干旱保护区内土壤种子库对植被恢复的促进作用。

图7 澳大利亚东南部沿半干旱到干旱降水梯度的三个保护区中，野生食草动物对土壤种子库的作用模式图。红色箭头表示负向影响，绿色箭头表示促进作用。“ns”表示无显著影响

该研究成果于近日在线发表于国际学术期刊Journal of Applied Ecology，西北工业大学博士后许彤彤为论文第一作者，原作强教授和刘晨副教授为通讯作者。澳大利亚新南威尔士大学和东北师范大学等多家单位联合参与了研究。该研究同时得到澳大利亚研究委员会、国家留学基金委、国家自然科学基金委和陕西省博士后项目等经费的联合资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2664.14803