茂蘭保護(hù)區(qū)漏斗森林大型土壤動(dòng)物多樣性研究

白 露， 蘭洪波, 宋麗莎， 劉衛(wèi)文， 覃池萍

(1.黔南民族師范學(xué)院，貴州都勻 558000；2.貴州茂蘭國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，貴州荔波 558400)

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茂蘭保護(hù)區(qū)漏斗森林大型土壤動(dòng)物多樣性研究

白 露1， 蘭洪波2, 宋麗莎1， 劉衛(wèi)文1， 覃池萍2

(1.黔南民族師范學(xué)院，貴州都勻 558000；2.貴州茂蘭國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，貴州荔波 558400)

2013年7～10月對(duì)茂蘭喀斯特漏斗森林內(nèi)的大型土壤動(dòng)物進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果表明，共采集到大型土壤動(dòng)物樣本15 808只， 隸屬3門(mén)7綱20目，其中優(yōu)勢(shì)類群為膜翅目和鞘翅目，常見(jiàn)類群為蜘蛛目、盲蛛目、蜱螨目、蜚蠊目、同翅目、彈尾目、等足目、腹足類、唇足類、倍足類、直翅目，其余類群為稀有種群。生境結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致土壤動(dòng)物在種群結(jié)構(gòu)、數(shù)量、多樣性、均勻度、優(yōu)勢(shì)度上存在顯著差異。

茂蘭喀斯特漏斗森林；大型土壤動(dòng)物；多樣性

大型土壤動(dòng)物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)土壤肥力保持和土壤生產(chǎn)力的提高具有重要作用，作為指示生物，在土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中的地位日益顯現(xiàn)[1]。近幾年喀斯特地區(qū)水土流失和石漠化問(wèn)題逐漸引起人們的關(guān)注，喀斯特生態(tài)系統(tǒng)退化的一個(gè)表現(xiàn)形式是森林土壤的退化，喀斯特森林土壤退化的一個(gè)表現(xiàn)形式則是土壤生物減少和消失，喀斯特土壤中存在大量土壤動(dòng)物，土壤動(dòng)物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的主要消費(fèi)者，也是土壤質(zhì)量改善的主要貢獻(xiàn)者，所以大型土壤動(dòng)物可作為土壤生態(tài)環(huán)境條件變化的生物學(xué)指示。 目前對(duì)土壤動(dòng)物的研究很多[2-6]，但對(duì)喀斯特地區(qū)土壤動(dòng)物的研究相對(duì)薄弱[7-10],對(duì)喀斯特漏斗森林大型土壤動(dòng)物的研究尚屬空白，為此，筆者以茂蘭喀斯特漏斗森林為研究對(duì)象，以大型土壤動(dòng)物與環(huán)境之間的關(guān)系為基礎(chǔ)，探討了大型土壤動(dòng)物的多樣性特征，旨在為喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)概況茂蘭喀斯特森林位于貴州省荔波縣南部，與廣西木論國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)毗鄰，地理位置為107°52′10″～108°54′40″E、25°09′20″～25°20′50″N。面積212.85 km2,森林覆蓋率達(dá)87.3%，處于貴州高原向廣西丘陵平原過(guò)渡的斜坡地帶，地勢(shì)西北高東南低。平均海拔550～850 m，年平均氣溫15.3 ℃，年氣溫差18.3 ℃，全年降水量在1 750～1 950 mm，年平均濕度83%左右，年日照平均為1 272.8 h；屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。區(qū)內(nèi)土壤以黑色石灰土為主，持水量較低，地表水缺乏。土壤富鈣和富鹽基化，pH為6.5～8.0。

1.2 方法

1.2.1采樣地的設(shè)置。2013年7～10月，在茂蘭保護(hù)區(qū)涼水井漏斗森林根據(jù)海拔梯度選擇4個(gè)樣地(即A、B、C、D)。

1.2.1.1樣地A。地理位置：107°65′49″ E、25°17′42″N，海拔448 m，主要植被：長(zhǎng)梗羅傘(Brassaiopsisglomerulata)、木姜子(Litseacubeba)、粗絲木(Gomphandratetrandra)、海桐(Pittosporumtobira)、光葉石楠(Photiniaglabra)、尖葉四照花(Dendrobenthamiaangustata)、樸樹(shù)(Celtissinensis)、多脈榆(UlmuscastaneifoliaHems)、青岡(Cyclobalanopsisglauca)、絲栗栲(Castanopsisfargesii)、冬青(Ilexchinensis)、衛(wèi)矛(Euonymusalatus)、九里香(Murrayaexotica)、石巖楓(Mallotusrepandus)、棕竹(Rhapisexcelsa)、香葉樹(shù)(Linderacommunis)、齒葉鐵仔(Myrsinesemiserrata)、菝葜(Smilaxchina)、冷水花(Pileacadierei)、樓梯草(Elatostemaumbellatum)、魔芋(Amorphophalluskonjac)、茜草(Rubiacordifolia)、虎耳草(Saxifragastolonifera)、石蒜(Lycorisradiata)。

1.2.1.2樣地B。地理位置：107°65′40″E、25°17′33″N，海拔625 m，主要植被：青岡、圓果化香(Platycaryalongipes)、裂果衛(wèi)矛(Euonymusdielsianus)、光葉櫸(Zelkovaserrata)、黃棉木(Metadinatrichotoma)、山杜英(Elaeocarpussylvestris)、翅莢香槐(Cladrastisplatycarpa)、小葉女貞(Ligustrumquihou)、皺葉海桐(Pittosporumcrispulum)、九里香、冷水花、莎草(Herbofnutgrass)、江南卷柏(Moellendorf′sspikemossHerb)、石韋(Pyrrosialingua)、翠云草(Selaginellauncinata)。

1.2.1.3樣地C。地理位置：107°56′36″E、25°17′36″N，海拔748 m，主要植被：光葉海桐(Pittosporumglabratum)、光葉櫸、傘花木(Eurycorymbuscavaleriei)、天仙果(Ficuserecta)、欏木石楠(Photiniadavidsoniae)、火棘(Pyracanthafortuneana)、漆樹(shù)(Toxicodendronvernicifluum)、飛蛾槭(Aceroblongum)、化香(Platycaryastrobilacea)、南酸棗(Choerospondiasaxillaris)、黃連木(Pistaciachinensis)、三葉巖爬藤(Tetrastigmahemsleyanum)、八角楓(Alangiumchinense)、藍(lán)天竹(Nandinadomestica)、鉤刺雀梅藤、紫麻(Oreocnidefrutescens)、光枝勾兒茶(Berchemiapolyphylla)、十大功勞(Mahoniafortunei)、翠云草、石蒜、苔草(Carextristachya)。

1.2.1.4樣地D。地理位置：107°56′33″E、25°17′35″N，海拔844 m，主要植被：圓葉烏桕、腺葉山帆、裂果衛(wèi)矛(Euonymusdielsianus)、化香、光葉海桐、多脈青岡(Cyclobalanopsismultinervis)、刺五茄(Acanthopanaxsenticosus)、水冬瓜(Alnuscremastogyne)、青岡櫟、鵝耳櫪(Carpinusturczaninowii)、圓果化香、齒葉黃皮(Clausenadunniana)、漆樹(shù)、野桐(Mallotusjaponicus)、大葉黃金、厚果崖豆藤(Millettiapachycarpa)、鉤刺雀梅、九里香、短圓葉衛(wèi)矛、齒葉鐵仔、飛蛾槭(Aceroblongum)、小花青風(fēng)藤、十大功勞、江南卷柏、苔草、莎草、冷水花、石韋、鳳尾蕨(Pteriscretica)、腎蕨(Nephrolepisauriculata)。

1.2.2取樣。采用陷阱法收集。利用一次性塑料水杯，在每個(gè)樣地隨機(jī)選取5個(gè)樣方，每個(gè)樣方埋20個(gè)塑料杯(塑料杯直徑7 cm，高10 cm)，杯口低于地面5 cm，在杯內(nèi)放入少量酒精。每隔0.5 m埋杯1個(gè)，每次埋杯之后2 d收集一次。埋杯時(shí)，把見(jiàn)到的土壤動(dòng)物用手揀法收集，用70%乙醇?xì)⑺拦潭ǎ瑤Щ貙?shí)驗(yàn)室分類鑒定。

1.2.3鑒定。土壤動(dòng)物鑒定主要依據(jù)《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》、《中國(guó)亞熱帶土壤動(dòng)物》及《茂蘭景觀昆蟲(chóng)》。

1.2.4數(shù)據(jù)分析。

式中，S為類群數(shù);N為個(gè)體總數(shù);Pi為土壤動(dòng)物第i類的個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例。

2 結(jié)果與分析

2.1 大型土壤動(dòng)物的組成及數(shù)量在4個(gè)樣地中共采集到標(biāo)本15 808個(gè)，分別隸屬3門(mén)7綱20目(表1)。其中以膜翅目和鞘翅目數(shù)量最多，為優(yōu)勢(shì)種群，分別占個(gè)體總數(shù)的44.06%和13.63%；其次是蜘蛛目、盲蛛目、蜱螨目、唇足類、倍足類、等足類、半翅目、直翅目、蜚蠊目、同翅目、彈尾目、腹足類12個(gè)類群，個(gè)體總數(shù)占總個(gè)體數(shù)的38.70%，為常見(jiàn)類群；革翅目、鱗翅目、石蛃目、等翅目、纓翅目、寡毛類6個(gè)類群為稀有類群，個(gè)體數(shù)占個(gè)體總數(shù)的3.61%。且有些類群只分布在1～2個(gè)生境內(nèi)。優(yōu)勢(shì)類群和常見(jiàn)類群共占個(gè)體總數(shù)的96.39%，構(gòu)成了茂蘭喀斯特漏斗森林大型土壤動(dòng)物群落的主要成分，對(duì)大型土壤動(dòng)物群落特征起著決定性作用。

2.2 大型土壤動(dòng)物多樣性分析不同生境條件下，大型土壤動(dòng)物的群落組成有所差異(表2)，類群數(shù)為A樣地(20)、B樣地(17)、C樣地(15)、D樣地(12)；個(gè)體數(shù)大小依次為A樣地(5 103)、D樣地(4 443)、B樣地(3 102)、C樣地(3 012)。多樣性指數(shù)大小排序?yàn)闃拥谹、樣地B、樣地C、樣地D，其中樣地A的土壤動(dòng)物類群數(shù)多，多樣性指數(shù)最高(2.291 9)，D樣地多樣性指數(shù)最低(1.480 8)，這與土壤動(dòng)物類群數(shù)的排序是一致的；均勻度指數(shù)大小排序?yàn)闃拥谹、樣地B、樣地C、樣地D，其中樣地A均勻度指數(shù)最高(0.765 1)，表明土壤動(dòng)物的類群分布較均勻,樣地D均勻度指數(shù)最低(0.595 9)，表明其土壤動(dòng)物類群分布的均勻度偏低；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)大小排序?yàn)闃拥谼、樣地C、樣地B、樣地A，說(shuō)明樣地D的優(yōu)勢(shì)種群較集中(0.360 2)。群落優(yōu)勢(shì)度指數(shù)反映優(yōu)勢(shì)種群的集中程度，與多樣性及均勻性指數(shù)相反。生態(tài)優(yōu)勢(shì)度、均勻度和物種多樣性指數(shù)有密切關(guān)系，一般而言，多樣性指數(shù)越高，生態(tài)優(yōu)勢(shì)度越小，均勻度越高。多樣性指數(shù)受生境的影響較大。

表1 大型土壤動(dòng)物的類群及數(shù)量 個(gè)

注：“+++”表示優(yōu)勢(shì)種群 (>10%)；“++”為常見(jiàn)種群 (1%～10%)；“+”表示稀有種群(<1%)。

表2 各樣地大型土壤動(dòng)物群落的幾種重要指標(biāo)

2.3 相似性分析大型土壤動(dòng)物類群的組成通常因生境不同而不同。由表3可知，4個(gè)樣地大型土壤動(dòng)物相似指數(shù)都較大，說(shuō)明它們之間的相似程度都很大，其中B樣地和C樣地土壤動(dòng)物相似度最高(0.937 5)，C樣地和D樣地相似度最小(0.740 7)，都達(dá)到中等相似的程度。在研究的4個(gè)樣地中，大型土壤動(dòng)物在類群數(shù)和個(gè)體數(shù)上雖存在一定差異，但它們之間的群落相似性很高，說(shuō)明它們之間共有的類群數(shù)很多，同時(shí)也反映了喀斯特漏斗森林不同植被下大型土壤動(dòng)物組成和結(jié)構(gòu)較相近，喀斯特漏斗森林結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣。

表3 不同生境土壤動(dòng)物組成相似性比較

注：大于0.75表示極其相似；0.75～0.50表示中等相似；0.50～0.25表示中等不相似；小于0.25表示極不相似。

2.4 大型土壤動(dòng)物群落月變化由圖1可知，8月份最多，共采集到樣本4 604個(gè)，10月份最少，共采集到樣本數(shù)2 793個(gè)。7、8月大型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)相當(dāng)，到9、10月大型土壤動(dòng)物的個(gè)體數(shù)呈依次遞減趨勢(shì)。由此表明，由于月份的不同導(dǎo)致生境的差異和大型土壤動(dòng)物生物學(xué)特性的差異，使得大型土壤動(dòng)物在不同月份的生境中，個(gè)體總數(shù)存在明顯差異。

3 結(jié)論

大型土壤動(dòng)物是茂蘭喀斯特漏斗森林土壤動(dòng)物的重要組成部分，該次調(diào)查共采集到樣本15 808個(gè)，隸屬3門(mén)7綱20目。優(yōu)勢(shì)類群為膜翅目和鞘翅目，其中膜翅目蟻科昆蟲(chóng)數(shù)量占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，說(shuō)明其在土壤動(dòng)物組成中至關(guān)重要。

由于生境的異質(zhì)性，導(dǎo)致不同生境大型土壤動(dòng)物群落特征存在一定差異，共有的類群反映了適應(yīng)大環(huán)境的大的區(qū)域分布規(guī)律，不同類群反映了各小環(huán)境的特殊性。

茂蘭喀斯特漏斗森林大型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)月變化明顯，因而使得不同樣地生境大型土壤動(dòng)物個(gè)體總數(shù)相應(yīng)表現(xiàn)出明顯的月份動(dòng)態(tài)差異，大型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)的月變化特點(diǎn)反映了它與環(huán)境的適應(yīng)性。

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Diversity of Macro Soil Animals of Karst Funnel Forest in Maolan Reserve

BAI Lu1, LAN Hong-bo2, SONG Li-sha1et al

(1. Qiannan Normal College for Nationalities, Duyun, Guizhou 558000; 2. Management Department of Maolan Nature Reserve in Guizhou, Libo, Guizhou 558400)

From July to October, 2013, the macro soil animals communities under four habitats in Karst funnel forest in Maolan were studied. There are a total of 15 808 macro soil animals, belong to 20 order 7 classes and 3 phyla. The dominant orders were Coleoptera and Hymenoptera, while the frequent orders were Araneida, Opiliones, Acari, Blattaria, Homoptera, Collembola, Isopoda, Gastropods, Orthoptera, Diplopods and others were rare orders.The results proved that different habitat structure lead to macro soil animal in different population structure, quantity, diversity, evenness and dominance.

Maolan Karst funnel forest; Macro soil animals; Diversity

貴州省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(黔科合J字 [2013]2135)；國(guó)土資源部巖溶生態(tài)系統(tǒng)與石漠化治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題(KERDC201302)；貴州省林業(yè)廳科技人才專項(xiàng)(黔林科合J字 [2013] 10號(hào))。

白露(1992- )，女，貴州荔波人，本科生，專業(yè)：生物科學(xué)。

2014-12-02

S 759.9

A

0517-6611(2015)02-088-02