全新世晚期野生与驯养动物丰度促进阿尔卑斯高山植物多样性：来自沉积古DNA(sedaDNA)的证据

为解决气候变化与人类活动对高山生态系统影响的争议，研究人员通过分析14个阿尔卑斯湖泊沉积物中的古DNA(sedaDNA)，重建了1.4万年来603种植物和11种哺乳动物的动态历史。研究发现，青铜时代(4.2 ka)引入的牛(Bos taurus)通过促进草本植物多样性显著改变了高山植被，其生态效应远超气候变化影响。该研究为高山生态系统管理提供了关键科学依据，证实放牧活动是维持生物多样性的核心驱动力。

　　

在全球气候变化和人类活动加剧的背景下，高山生态系统的脆弱性日益凸显。阿尔卑斯山脉作为欧洲重要的生物多样性热点区域，其植被动态长期受到气候波动与大型草食动物的双重影响。然而，传统研究方法如花粉分析难以区分野生与驯养哺乳动物的具体作用，而考古证据又存在时空局限性。这一认知空白使得学界对"自然驱动"与"人为影响"的争论持续数十年，严重制约了生态保护策略的制定。

由挪威特罗姆瑟大学北极博物馆领衔的国际团队，通过创新性地整合沉积古DNA(sedaDNA)技术与多学科交叉分析，在《Nature Communications》发表了突破性研究成果。研究团队从横跨阿尔卑斯山脉4国的14个高山湖泊中获取704份沉积物样本，结合178个放射性碳测年数据，首次在千年尺度上同步重建了植物与哺乳动物的协同演化历史。

关键技术方法包括：(1)采用trnL(UAA)和16S rRNA基因标记进行植物与哺乳动物的sedaDNA metabarcoding；(2)建立包含PhyloAlps等4个参考数据库的物种鉴定体系；(3)应用广义加性混合模型(GAMM)量化气候与动物因子的贡献度；(4)整合CHELSA-TraCE21k古气候模型进行环境变量校正。

区域尺度的动植物sedaDNA数据集
通过对603个植物类群和5种野生、6种驯养哺乳动物的分析发现：早全新世(11.7-9 ka)以耐寒草本植物为主，伴随野生山羊(Capra ibex)等高山特有种；中全新世温暖期(8.5-6 ka)森林扩张导致开放栖息地动物消失；约5.8 ka首次检测到绵羊(Ovis sp)，而牛和山羊分别在4.2 ka和3.5 ka出现。值得注意的是，传统花粉研究推测的7 ka放牧活动可能实际反映野生马鹿(Cervus elaphus)的生态影响。

大型与小型草食动物的生态系统工程
统计模型显示：野生有蹄类（马鹿、岩羚羊Rupicapra sp）显著促进草本植物多样性（p<0.01），而田鼠(Myodes glareolus)因偏好森林环境呈负相关。绵羊的生态效应与野生种相似，但牛表现出独特作用——每增加1单位牛DNA信号，禾草类多样性提升2.99单位（p<0.001），同时抑制灌木生长。这种体型依赖性效应揭示，300-1400 kg的大型家畜通过踩踏、养分循环等机制创造了更复杂的微生境。

牛对植物多样性的增强作用
在铁器时代(2 ka)当牛DNA信号在所有湖泊同步出现时，植物多样性出现阶跃式增长。GAMM分析表明，牛的解释力(26.3%)远超温度(-5.99%)和降水(0.03%)，其通过促进喜光植物(light-indicator taxa)和耐牧种(grazing-tolerant taxa)的共存，形成了独特的"放牧促进多样性"正反馈循环。这一发现颠覆了传统认知——过去认为气候是植被变化的主控因子，而实际数据表明，自青铜时代以来草食动物的累积效应已超越气候影响。

讨论部分强调，该研究为"更新世过度捕杀假说"提供了新视角：野生有蹄类与驯养动物共同维持了高山草甸的多样性。特别值得注意的是，牛放牧形成的开放生境缓冲了升温对高山特有种的负面影响，这为当前推行的"适应性放牧管理"提供了古生态学依据。研究团队建议，在海拔2000-2500 m区域维持适度放牧强度，可有效阻止灌丛化进程，这一结论对全球高山生态系统的保护具有普适性指导价值。