基于粪生真菌孢子定量标准的牧业活动识别新标准及其在古牧业历史重建中的应用

《CATENA》：Quantitative standard of coprophilous fungal spores for identifying pastoral activities

　　本文通过分析中国东北地区113个表层土壤样品及174个已发表样品的粪生真菌孢子组合，首次建立了识别牧业活动的定量阈值标准。研究确定Sporormiella、Delitschia和Arnium为可靠指标，当Sporormiella丰度>1.4%或TCFS3（三属总丰度）>2.1%时可有效指示牧业活动。该标准在北方5个沉积剖面应用验证，为古牧业历史重建提供了关键技术支持。

　　

亮点

粪生真菌孢子组合在放牧与未放牧样本中呈现显著差异。放牧样本中Sporormiella、Delitschia和Arnium的丰度显著更高，而未放牧样本中Coniochaeta和Xylariales占主导。

放牧与未放牧表层土壤中粪生真菌孢子组合特征

从中国东北表层土壤中鉴定出12类粪生真菌孢子（补充图版1），包括4类专性粪生菌（Sporormiella、Sordaria、Podospora、Delitschia）和8类兼性粪生菌（如Coniochaeta、Xylariales、Arnium等）。放牧样本的孢子总浓度（中位数达16,500粒/克）显著高于未放牧样本（仅1,500粒/克），且Sporormiella、Delitschia和Arnium在放牧样本中占比突出。

粪生真菌孢子对牧业活动的指示作用及阈值

东北地区孢子组合与已发表数据的相似性表明粪生真菌孢子分布广泛。尽管所有孢子类型在放牧和未放牧样本中均有出现，但丰度差异显著：Sporormiella、Delitschia和Arnium在放牧样本中占比更高，而Coniochaeta在未放牧样本中更常见。随机森林模型确认Sporormiella（重要性评分12.3）和Delitschia（评分11.8）为最可靠指标。逻辑回归分析进一步确定，当Sporormiella丰度超过1.4%或TCFS3（Sporormiella、Delitschia、Arnium总丰度）超过2.1%时，可有效指示牧业活动（曲线下面积AUC=0.93）。

结论

本研究首次建立了粪生真菌孢子识别牧业活动的定量阈值。Sporormiella和TCFS3的阈值（分别为1.4%和2.1%）在历史沉积剖面应用中成功标识出牧业活动起始时间，为古牧业历史重建提供了标准化工具。