青藏高原作為我國乃至亞洲重要的生態(tài)安全屏障，承擔著水源供給、氣候調節(jié)、生物多樣性維持等生態(tài)系統(tǒng)服務功能。與此同時，該區(qū)域豐富的草場資源為畜牧業(yè)提供了得天獨厚的條件，是牛羊等家畜的天然牧場，在支持農業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮著重要的社會經(jīng)濟作用。作為該區(qū)域主要生產(chǎn)方式之一，放牧活動已在青藏高原上持續(xù)了數(shù)千年（圖1-2），對當?shù)亟?jīng)濟結構和社會文化產(chǎn)生了深遠的影響。盡管青藏高原地區(qū)人類活動強度較低，但近幾十年來其變化程度已遠超全球平均水平。其中，放牧活動對高原生態(tài)系統(tǒng)的影響日益凸顯。區(qū)域內土地向牧場的轉變是導致土地退化、生態(tài)系統(tǒng)結構和功能改變的主要驅動因素之一。這不僅直接影響了當?shù)氐纳锒鄻有?，還可能通過復雜的種間作用影響本地食物網(wǎng)組成與穩(wěn)定性。然而，已有研究主要聚焦于物種豐度或群落結構的變化，對于放牧如何影響食物網(wǎng)及野生動物營養(yǎng)生態(tài)位尚缺乏足夠的關注。野生動物的擴散以及對多種棲息地的廣泛利用，使得理解放牧活動所帶來的影響變得頗具挑戰(zhàn)。
針對上述問題，中國科學院成都生物研究所胡軍華研究員課題組結合系統(tǒng)的野外調查和穩(wěn)定同位素技術，解析了放牧和自然生境下倭蛙（Nanorana pleskei）的營養(yǎng)生態(tài)位特征（圖3）。倭蛙廣泛分布于青藏高原東緣，是連接水陸環(huán)境的關鍵動物類群，與其它陸生脊椎動物相比具有環(huán)境依賴性強、流動性較低等特征。研究結果顯示，與自然生境相比，棲息在放牧生境中的倭蛙其碳（δ13C）、氮（δ15N）穩(wěn)定同位素特征均顯著降低，營養(yǎng)生態(tài)位寬度較窄（圖4）。與溫度、降水及植被覆蓋情況相比，放牧與否對倭蛙營養(yǎng)生態(tài)位特征變化的影響最大，生境類型是食物來源和營養(yǎng)級變化的最佳預測因子（圖5）。該研究揭示了放牧活動會對高原食物網(wǎng)組成和生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構產(chǎn)生重要影響，明確了穩(wěn)定同位素分析能夠為監(jiān)測放牧對高原濕地的影響提供新的視角，并為制定及評估相關管理和恢復策略提供科學依據(jù)。
該研究成果近期以“Stable isotopes reveal trophic shifts of alpine frogs in grazed wetlands on the Qinghai–Xizang Plateau”為題發(fā)表于國際期刊Agriculture,Ecosystems & Environment（原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109169）。博士研究生楊勝男為論文第一作者，胡軍華研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、中國科學院“西部之光”交叉團隊和四川省自然科學基金等項目資助。
圖1：青藏高原有著悠久的放牧歷史(圖為1901年拉薩牧場的牦牛;Ovshe Norzunov攝)
圖2：青藏高原東緣牧區(qū)野外調查
圖3：研究區(qū)域及對象
圖4：放牧與自然生境中種群的營養(yǎng)生態(tài)位特征
圖5：不同環(huán)境因子對營養(yǎng)生態(tài)位變化的影響程度