不同施氮濃度下彈尾蟲季節(jié)動態(tài)特征研究

孫　元，陳　璐，楊志浩，邵紅濤

(1.黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院， 哈爾濱 150080；2 黑龍江省共青農(nóng)場，黑龍江 鶴崗 154213)

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不同施氮濃度下彈尾蟲季節(jié)動態(tài)特征研究

孫元1，陳璐2，楊志浩1，邵紅濤1

(1.黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院， 哈爾濱 150080；2 黑龍江省共青農(nóng)場，黑龍江 鶴崗 154213)

摘要：彈尾蟲是土棲動物中一個重要類群，分布廣泛。在小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，在不同施氮濃度下(對照、低氮、中氮和高氮)采用Tullgren干漏斗法分離彈尾蟲并進(jìn)行鑒定與數(shù)據(jù)分析。共獲得標(biāo)本3 430個，隸屬于7科。類群數(shù)方面，優(yōu)勢科為等節(jié)科、棘科和球角科，常見科為疣科，稀有科為長角科、鱗科，極稀有科為圓科。不同季節(jié)主要差距體現(xiàn)在稀有類群方面?？倐€體數(shù)夏季最多，秋季最少。在春季和夏季，個體數(shù)總體規(guī)律為中氮下最多，高氮下最少。對照、低氮和高氮3組彈尾蟲數(shù)量的動態(tài)變化為從春季到秋季為先增多后減少，而中氮組為連續(xù)性數(shù)量減少。

關(guān)鍵詞：彈尾蟲；施氮濃度；小興安嶺；森林生態(tài)系統(tǒng)

0引言

森林生態(tài)類型的組成要素、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其環(huán)境特征存在很多差異，彈尾蟲數(shù)量特征和類群特征各不相同。彈尾蟲群落結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境是相互適應(yīng)選擇的，環(huán)境一定時，彈尾蟲的群落結(jié)構(gòu)也通常保持不變。環(huán)境改變，其群落結(jié)構(gòu)也會隨之變化[4-6]。類群數(shù)、個體密度、多樣性指數(shù)以及群落豐富度和均勻度是評價(jià)土壤彈尾蟲群落結(jié)構(gòu)變化的量化指標(biāo)，在一定程度上反映了群落環(huán)境質(zhì)量狀況[2]。小興安嶺地區(qū)地處寒溫帶，是我國最重要的林區(qū)之一。通過對采集于伊春市五營區(qū)小興安嶺森林的彈尾蟲進(jìn)行了種類調(diào)查、取樣及鑒定，以研究其動態(tài)變化及對氮沉降的響應(yīng)，對于了解小興安嶺地區(qū)彈尾蟲特點(diǎn)及其生態(tài)分布規(guī)律，探討土壤動物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用等都具有重要意義[7-8]。

1自然概況

采樣點(diǎn)位于伊春市五營區(qū)小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，該站屬黑龍江省東北部小興安嶺南坡北段，地理坐標(biāo)為E128 °58′～E129°15′，N48 °02′～N48°12′，海拔高度280～683 m，坡度10°～25°，為坡狀的低山丘陵地段和寬廣谷地，年均氣溫-0.5 ℃，無霜期120 d左右，年降水量為650 mm，區(qū)內(nèi)水系成樹枝狀。

地帶性植被為溫帶針闊葉混交林，屬于中國東北區(qū)長白植物區(qū)系小興安嶺亞區(qū)，地帶性土壤類型為暗棕壤，土壤pH值為5.6，有機(jī)質(zhì)含量為407.501±66.512 g/kg，速效氮含量為354.561±52.124 mg/kg，有島狀永凍層分布。

植被類型豐富，林冠層主要樹種有紅松(Pinuskoraiensis)、臭冷杉(Abiesnephrolepis)、紅皮云杉(Piceakoraiensis)、魚鱗云杉(P.jezoensisvar.microsperma)等，伴生樹種主要有水曲柳(Fraxinusmandshurica)、白樺(Betulaplatyphylla)、風(fēng)樺(B.costata)等樹種。主要森林類型有紅松林、云冷杉林和落葉松林，其中紅松林所占比例最大，蓄積量占全區(qū)總蓄積的2/3。

2研究方法

參照歐洲NITREX項(xiàng)目和北美Harvard Forest以及我國廣東省鼎湖山等地類似研究的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共設(shè)4個梯度施氮處理，即對照(Control，即CK)、低氮(Low N，即TL)、中氮(Moderate N，即TM)和高氮(High N，即TH)，分別按0、50、100和150 kg N/(hm2·a)進(jìn)行外加氮(NH4NO3)處理[9]。

根據(jù)氮處理水平，每月月初將每個樣方所施的NH4NO3溶解于30 L純凈水中(每次計(jì)算年增加降水量)后，以背式噴霧器人工均勻噴灑在林地上。對照處理則噴灑同樣多的水以避免林地水分人為的差異。施氮與對照樣方均為20 m×20 m，每兩個樣方間緩沖帶寬為10 m。樣方四周用PVC板鑲嵌至土壤礦質(zhì)層，不同施氮量的樣方處在相同坡位，以避免地表徑流或壤中流造成樣方間的氮連通。

于2014年5、7、9月進(jìn)行采樣，在每一個重復(fù)小樣地內(nèi)按對角線法選取5個點(diǎn)，樣方大小為10 cm× 10 cm，在每一點(diǎn)上用直徑5 cm的采土器分I層(凋落物層)、II 層(0～5 cm)、III 層(5～10 cm)、IV層(10～15 cm)4層取樣。樣品用黑色塑料袋封好，帶回實(shí)驗(yàn)室，利用Tullgren干漏斗法分離24 h后，收集其中的彈尾蟲[10]。標(biāo)本制作過程包括分揀、清洗、透明、封片。標(biāo)本成功制作后，在常溫下自然風(fēng)干或經(jīng)40 ℃恒溫箱烘烤1～2 d。標(biāo)本制作完成即可在Tech XTS-20解剖鏡和Tech SA3000顯微鏡下進(jìn)行鑒定并統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)[11]。

3結(jié)果與分析

表1　2014年小興安嶺土壤彈尾蟲的組成

注：+++為優(yōu)勢類群(個體數(shù)占總數(shù)的10%以上)；++為常見類群(個體數(shù)占總數(shù)的1%～10%)；+為稀有類群(個體數(shù)占總數(shù)的0.1%～1%)；-極稀有科(個體數(shù)占總數(shù)的0.1%以下)。

圖1　2014年不同季節(jié)彈尾蟲數(shù)量動態(tài)變化圖Fig.1　Individual number of Collembola in different seasons under nitrogen deposition in 2014

2014年不同季節(jié)總個體數(shù)7月(夏季)>5月(春季)>9月(秋季)。在春季和夏季，個體數(shù)總體規(guī)律為中氮下最多，高氮下最少。春季采樣期中，低氮個體數(shù)與對照相比略少；秋季采樣期中，低氮個體數(shù)比中氮稍多。通過統(tǒng)計(jì)各季節(jié)不同濃度下彈尾蟲數(shù)量的數(shù)據(jù)，對照、低氮和高氮3組彈尾蟲數(shù)量的動態(tài)變化為從春季到秋季為先增多后減少，而中氮組為連續(xù)性數(shù)量減少(圖1)。

4結(jié)語

參考文獻(xiàn)：

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[8]蘭曉萍，邵紅濤，劉麗萍，等. N沉降下彈尾蟲垂直分布動態(tài)研究[J]. 黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào), 2014, 5(1): 55-58.

[9]徐國良, 莫江明, 周國逸. 氮沉降下土壤動物群落的響應(yīng): 1年研究結(jié)果總述[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 28(3): 1-7.

[10] 楊永麗. 跳蟲的采集與標(biāo)本制作[J]. 生物學(xué)通報(bào), 2008, 43(3): 53-54.

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《黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào)》編輯部

Research on seasonal change of Collembola under different nitrogen application

SUN Yuan1, CHEN Lu2, YANG Zhi-Hao1, SHAO Hong-Tao1

(1.CollegeofAgriculturalResourceandEnvironment,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China; 2.HeilongjiangGongqingFarmland,Hegang154213,Heilongjiang,China)

Abstract：Collembola are small important soil animals, distributed widely. We chose the sampling site in Forest Research Center in Xiaoxinganling Mountains. Tullgren method was used to separate the specimens under different nitrogen application(Control,Lew nitrogen,Moderate nitrogen,High nitrogen). In total, there are 3 430 specimens, belonging to 7 families. The dominant groups are Isotomidae, Onchiuridae, and Hypogastruridae and the common groups are Neanuridae, the rare groups are Entomobryidae and Tomoceridae and Sminthuridae is the extremely rare group. The main difference exists in rare group. The total individual number is the highest in summer, and the lowest in autumn. In spring and summer of 2014, the total number is highest in Moderate nitrogen, and the lowest in High nitrogen. In Control, Low nitrogen and High nitrogen, it incresed then decreased from spring to autumn, but in Moderate nitrogen, it decreased successively.

Key words：Collembola; nitrogen application; Xiaoxinganling Mountains; forest ecosystem

DOI:10.13524/j.2095-008x.2016.01.010

收稿日期：2015-10-19

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31200341)

作者簡介：孫元(1978-)，女，遼寧沈陽人，副教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：昆蟲生態(tài)學(xué)，E-mail：sunyuan@hlju.edu.cn。

中圖分類號：S154.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2095-008X(2016)01-0050-04

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1566.T.20160218.1458.002.html