長嶺堿茅群落草地大型土壤動物的多樣性特征

馬莉　付關(guān)強(qiáng)　寇新昌等

摘要：5—9月調(diào)查長嶺堿茅群落大型土壤動物，共獲得大型土壤動物32類，1 194只，優(yōu)勢類群3類：蟻科、象甲科幼蟲和虹蛹螺科。大型土壤動物的個體數(shù)在6月份最多，且與5、7、8和9月存在顯著差異，類群數(shù)在不同月份之間無顯著差異。多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)在5個月份的變化均為7月>8月>5月>6月>9月；優(yōu)勢度指數(shù)變化為9月>6月>5月>8月>7月，土壤動物的多樣性與豐富度和均勻度呈正相關(guān)，與優(yōu)勢度呈負(fù)相關(guān)，與個體數(shù)沒有直接相關(guān)關(guān)系。大型土壤動物群落個體數(shù)和類群數(shù)在垂直方向上均存在顯著差異，呈現(xiàn)明顯的表聚性特征。

關(guān)鍵詞：大型土壤動物；堿茅群落；多樣性特征；長嶺草地

中圖分類號： S154.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）07-0381-04

收稿日期：2013

基金項目：國家自然科學(xué)基金 （編號：40871120、41171207 ） 。

作者簡介：馬莉 （1982—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士，講師，主要從事土地生態(tài)與區(qū)域發(fā)展研究。E-mail： mal947@163.com。土壤動物群落的多樣性與土壤環(huán)境特征密切相關(guān)，不同的土壤類型中土壤動物的組成不同[1-2]。同一生境不同土層土壤動物群落特征和生態(tài)分布亦存在差異，而這種差異恰恰可以反映出土壤環(huán)境條件是否優(yōu)越[3]。大型土壤動物是生態(tài)系統(tǒng)中的消費者和初級分解者，在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動中占有極其重要的地位[4]。其還被看作是評價草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能和穩(wěn)定性的指示生物[5-7]。近年來，土壤動物用于指示退化草原生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)治理的研究成為熱點[8-11]。本研究旨在研究長嶺堿茅群落大型土壤動物多樣性特征，通過對不同月份大型土壤動物組成和分布狀況以及不同土層的大型土壤動物變化，得出該區(qū)大型土壤動物多樣性變化的規(guī)律，為生物多樣性保護(hù)和退化草原地區(qū)生態(tài)恢復(fù)提供土壤動物學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)自然環(huán)境概況

研究區(qū)位于長嶺縣（123°44′～123°47′E，44°40′～44°44′N），屬于松嫩草原。海拔高度在140～160 m，地形比較低洼。該地為溫帶亞濕潤季風(fēng)性氣候，年均溫約4.9 ℃，年降水量在400 mm左右，降水主要集中于6—9月份。蒸發(fā)量為 1 368 mm，約為降水量的3倍，濕潤系數(shù)為0.23，≥10 ℃積溫為2 579～3 144 ℃。地帶性土壤為黑鈣土。該地區(qū)自然植被是以羊草堿茅群落為優(yōu)勢種。

1.2研究方法

1.2.1樣品采集與處理在長嶺選擇典型且有代表性的堿茅群落草地為樣地，5—9月的每月的月初采集大型土壤動物，每個樣地設(shè)50 cm×50 cm樣方4個，每個樣方設(shè)3層（0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm），5次取樣60個。采用手撿法提取大型土壤動物。主要參考《中國土壤動物檢索圖鑒》[12]顯微鏡下進(jìn)行分類鑒定，一般鑒定到科。因成蟲與幼蟲的生態(tài)功能不同，類群數(shù)與個體數(shù)均分開統(tǒng)計。

1.2.2數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計與分析。土壤動物群落多樣性特征的測度采用多樣性指數(shù)（Shannon-Wiener）、均勻度指數(shù)（Pielou）、優(yōu)勢度指數(shù)（Mackintosh）和豐富度指數(shù)[13-15]（Margalef）。

2結(jié)果與分析

2.1堿茅群落草地大型土壤動物類群和數(shù)量

在長嶺堿茅群落草地中，5—9月共獲得大型土壤動物32類，1 194只（表1），隸屬于1門，4綱，10目，鞘翅目居多，占總類別的31.25%。其中成蟲26科、852只，幼蟲6科、342只。5月份共取得大型土壤動物137只，優(yōu)勢類群為象甲科幼蟲、虹蛹螺科和雙翅目幼蟲，其個體數(shù)在總捕獲量中所占比例分別為40.15%、21.17%和10.22%。6月份共取得大型土壤動物456只，優(yōu)勢類群為蟻科、虹蛹螺科和蜘蛛目，其優(yōu)勢度分別為48.68%、20.18%和12.72%。7月份共取得大型土壤動物200只，優(yōu)勢類群為象甲科、鼠婦科、地蜈蚣科、蟻科和蜘蛛科，其個體數(shù)占總捕獲量的比例分別為20%、16%、15%14%和11%。8月份共取得大型土壤動物230只，優(yōu)勢類群為蟻科、象甲科幼蟲和步甲科，其個體數(shù)占總捕獲量的比例分別為28.70%、26.09%和10.43%。9月份共取得大型土壤動物171只，優(yōu)勢類群為象甲科，其個體數(shù)占總捕獲量的67.84%。

2.2堿茅群落草地大型土壤動物動態(tài)變化

從圖1可以看出，5-9月堿茅群落草地大型土壤動物個體數(shù)為6月份>8月份>7月份>5月份>9月份，類群數(shù)在各月表現(xiàn)為5月份>7月份>6月份>8月份=9月份。對不同月份大型土壤動物個體數(shù)進(jìn)行單因素方差分析（P<005），結(jié)果表明6月份與5、7、8、9月存在顯著差異，而5、7、8、9月無顯著差異。對不同月份大型土壤動物類群數(shù)進(jìn)行單因素方差分析（P>0.05），結(jié)果表明類群數(shù)在不同月份之間無顯著差異。對3層土壤5—9月土壤動物類群數(shù)進(jìn)行單因素方差分析（P>0.05），結(jié)果表明類群數(shù)在相同土層不同月份之間仍無顯著差異。對優(yōu)勢類群做個體數(shù)量的動態(tài)比較分析，發(fā)現(xiàn)蟻科和虹蛹螺科變化趨勢基本一致，均在6月份達(dá)到數(shù)量上高峰，而象甲科幼蟲表現(xiàn)出相反的趨勢，其個體數(shù)量在6月份達(dá)到最低（圖2），9月份個體數(shù)量最多。優(yōu)勢類群偏相關(guān)分析，蟻科和虹蛹螺科具有一定相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為r=0683。二者與象甲科（幼蟲）的負(fù)相關(guān)關(guān)系不顯著。

2.3堿茅群落草地大型土壤動物多樣性特征

多樣性指數(shù)是反映群落內(nèi)物種組成結(jié)構(gòu)和體現(xiàn)群落水平分布差異的重要指標(biāo)[16]。采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pieluo 均勻度指數(shù)、Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)和Margalef 豐富度指數(shù)對5個月份土壤動物群落多樣性特征進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)在5個月份的變化均為7月>8月>5月>6月>9月；優(yōu)勢度指數(shù)變化為9月>6月>5月>8月>7月。可以看出7月份堿茅群落草地大型土壤動物多樣性指數(shù)相對最高，其所含土壤動物類群較多（16類），僅次于5月份土壤動物類群（17類），土壤動物分布較均勻；9月份土壤動物個體數(shù)占總數(shù)的比例較大，優(yōu)勢度較強(qiáng)。其中主要來自象甲科幼蟲的貢獻(xiàn)，其個體數(shù)占總數(shù)比例為6784%。這3種指數(shù)變化趨勢符合了多樣性指數(shù)變化的一般規(guī)律：即某一群落的優(yōu)勢度指數(shù)越低，群落內(nèi)個體在物種間分配越均勻，均勻度指數(shù)就越大，多樣性指數(shù)也就越高。豐富度指數(shù)變化為5月>7月>9月>6月>8月（ 表2） 。5月份大型土壤動物類群最多，種類最豐富，其次是7月份，這與豐富度指數(shù)越高，多樣性指數(shù)就越大基本一致[14]。通過對多樣性、均勻度、優(yōu)勢度和豐富度進(jìn)行偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)土壤動物多樣性與均勻度呈正相關(guān)，與優(yōu)勢度呈負(fù)相關(guān)，與個體數(shù)量并沒有直接相關(guān)關(guān)系。endprint

大型土壤動物群落不同月份動態(tài)變化特征研究結(jié)果不盡一致，如黃立飛等人則得出土壤動物個體數(shù)為秋季>夏季>冬季>春季，多樣性指數(shù)為春季>夏季>秋季>冬季[18]；吾瑪爾·阿布力孜等人的研究得出土壤動物的個體數(shù)量依次為秋季>冬季>春季>夏季[19]。本研究與劉任濤等人的研究[20]具有一致性。比如其中春季和秋季均無大型土壤動物稀有類群，多樣性指數(shù)表現(xiàn)為夏季顯著高于秋季，春季居中。土壤動物動態(tài)變化具有區(qū)域性，這主要受到環(huán)境條件的影響。土壤動物群落特征因氣候條件、植被條件和小環(huán)境等條件的不同而有所差異。

致謝：該文在東北師范大學(xué)殷秀琴教授的悉心指導(dǎo)下完成，在此表示感謝！

參考文獻(xiàn)：

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[18]黃立飛，杜曉利，王偉蘭，等. 廣西桑園節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)及季節(jié)動態(tài)[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，44（6）：943-948.

[19]吾瑪爾·阿布力孜，古麗布斯坦·努爾買買提，阿布都肉蘇力·吐孫，等. 新疆阜康綠洲不同生境土壤動物群落多樣性及其季節(jié)動態(tài)[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2013，32（6）：1412-1420.

[20]劉任濤，朱凡. 半干旱區(qū)草地生境中大型土壤動物群落季節(jié)動態(tài)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2013，22（1）：72-77.endprint

大型土壤動物群落不同月份動態(tài)變化特征研究結(jié)果不盡一致，如黃立飛等人則得出土壤動物個體數(shù)為秋季>夏季>冬季>春季，多樣性指數(shù)為春季>夏季>秋季>冬季[18]；吾瑪爾·阿布力孜等人的研究得出土壤動物的個體數(shù)量依次為秋季>冬季>春季>夏季[19]。本研究與劉任濤等人的研究[20]具有一致性。比如其中春季和秋季均無大型土壤動物稀有類群，多樣性指數(shù)表現(xiàn)為夏季顯著高于秋季，春季居中。土壤動物動態(tài)變化具有區(qū)域性，這主要受到環(huán)境條件的影響。土壤動物群落特征因氣候條件、植被條件和小環(huán)境等條件的不同而有所差異。

致謝：該文在東北師范大學(xué)殷秀琴教授的悉心指導(dǎo)下完成，在此表示感謝！

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[20]劉任濤，朱凡. 半干旱區(qū)草地生境中大型土壤動物群落季節(jié)動態(tài)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2013，22（1）：72-77.endprint

大型土壤動物群落不同月份動態(tài)變化特征研究結(jié)果不盡一致，如黃立飛等人則得出土壤動物個體數(shù)為秋季>夏季>冬季>春季，多樣性指數(shù)為春季>夏季>秋季>冬季[18]；吾瑪爾·阿布力孜等人的研究得出土壤動物的個體數(shù)量依次為秋季>冬季>春季>夏季[19]。本研究與劉任濤等人的研究[20]具有一致性。比如其中春季和秋季均無大型土壤動物稀有類群，多樣性指數(shù)表現(xiàn)為夏季顯著高于秋季，春季居中。土壤動物動態(tài)變化具有區(qū)域性，這主要受到環(huán)境條件的影響。土壤動物群落特征因氣候條件、植被條件和小環(huán)境等條件的不同而有所差異。

致謝：該文在東北師范大學(xué)殷秀琴教授的悉心指導(dǎo)下完成，在此表示感謝！

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