西藏林芝地區(qū)果園春季大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)研究

臧建成，唐曉琴，翟云霞，蘇　成，龐　佩

(西藏大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院 植物科學(xué)學(xué)院，西藏 林芝 860000)

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西藏林芝地區(qū)果園春季大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)研究

臧建成，唐曉琴，翟云霞，蘇成，龐佩

(西藏大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院 植物科學(xué)學(xué)院，西藏 林芝 860000)

[摘要]【目的】 了解西藏林芝地區(qū)果園春季大型土壤動(dòng)物群落的結(jié)構(gòu)特征，為進(jìn)一步開(kāi)展該地區(qū)農(nóng)林交錯(cuò)地帶土壤動(dòng)物及農(nóng)田土壤害蟲(chóng)綜合防治研究提供基礎(chǔ)資料?！痉椒ā?2014年4-5月，利用對(duì)角線五點(diǎn)采樣法和國(guó)際通用的手揀法，對(duì)西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院實(shí)習(xí)果園內(nèi)的大型土壤動(dòng)物進(jìn)行采樣以及鑒定分類，對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)組成、多樣性及在0～20 cm土層中的分布進(jìn)行研究?！窘Y(jié)果】 在西藏農(nóng)牧學(xué)院實(shí)習(xí)果園中共獲得土壤動(dòng)物194頭，隸屬 4 門(mén) 6 綱14目，4門(mén)分別為軟體動(dòng)物門(mén)、線蟲(chóng)動(dòng)物門(mén)、環(huán)節(jié)動(dòng)物門(mén)、節(jié)肢動(dòng)物門(mén)，6綱分別為腹足綱、線蟲(chóng)綱、寡毛綱、蛛形綱、唇足綱、昆蟲(chóng)綱。優(yōu)勢(shì)類群為寡毛綱正蚓目及昆蟲(chóng)綱鞘翅目(幼蟲(chóng))、鱗翅目(幼蟲(chóng))、膜翅目，常見(jiàn)類群為柄眼目、咀刺目、蜘蛛目、蜈蚣目、雙翅目、革翅目、半翅目、同翅目，無(wú)稀有類群。優(yōu)勢(shì)類群占總數(shù)的 74.87%，構(gòu)成西藏林芝地區(qū)春季果園大型土壤動(dòng)物的主要類群。鞘翅目(幼蟲(chóng))所占比例最大，為 27.75%；咀刺目和蜈蚣目所占比例最少，均為1.05%。環(huán)節(jié)動(dòng)物門(mén)的豐富度指數(shù)較高，為0.325 6；節(jié)肢動(dòng)物門(mén)次之，為0.202 7；軟體動(dòng)物門(mén)和線蟲(chóng)動(dòng)物門(mén)豐富度指數(shù)均較小，分別為0.064 5和0.047 2。多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)的變化趨勢(shì)總體與豐富度指數(shù)一致。在 0～20 cm土層，土壤動(dòng)物的類群、個(gè)體總數(shù)及其所占比例均呈先增后減趨勢(shì)，其中在5～10 cm土層以上3個(gè)指標(biāo)均較大?！窘Y(jié)論】 西藏林芝地區(qū)果園春季大型土壤動(dòng)物群落物種豐富，基本呈聚集分布狀態(tài)，類群數(shù)量分布基本均勻，但在土層中的垂直分布表現(xiàn)出明顯的表聚性。

[關(guān)鍵詞]春季果園；土壤動(dòng)物；群落結(jié)構(gòu)；西藏林芝

土壤動(dòng)物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在自然生態(tài)系統(tǒng)中扮演著消費(fèi)者和分解者的角色，對(duì)土壤的形成、發(fā)育及土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、肥力保持、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)等發(fā)揮著不可替代的重要作用[1-2]。土壤動(dòng)物具有世代周期短、個(gè)體數(shù)量小、種群數(shù)量大、生殖潛能高等優(yōu)點(diǎn)[3]，能在較小斑塊尺度對(duì)土壤理化特性、營(yíng)養(yǎng)狀況和養(yǎng)分含量做出及時(shí)響應(yīng)，其多樣性已被公認(rèn)為土壤生態(tài)系統(tǒng)變化的預(yù)警及敏感指標(biāo)[4-5]。因此，國(guó)內(nèi)外已將土壤動(dòng)物作為土壤環(huán)境質(zhì)量和健康狀況潛在的重要生物指示物，并已廣泛用于不同生態(tài)系統(tǒng)土壤質(zhì)量和肥力狀況的評(píng)價(jià)[6-10]。目前，關(guān)于土壤動(dòng)物的區(qū)系、生態(tài)地理規(guī)律及其在生態(tài)平衡中的作用研究已在中國(guó)許多地區(qū)廣泛展開(kāi)[11-12]，但現(xiàn)有研究多集中在森林農(nóng)田交錯(cuò)區(qū)或農(nóng)田、草地等[13]，關(guān)于西藏地區(qū)的土壤動(dòng)物學(xué)研究主要集中于拉薩濕地、農(nóng)田[14-16]。國(guó)內(nèi)外關(guān)于蘋(píng)果園土壤動(dòng)物的研究還比較薄弱[17]，目前研究主要集中在果園節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性方面[18-21]，對(duì)西藏林芝地區(qū)森林、農(nóng)田、農(nóng)林交錯(cuò)地帶及果園土壤動(dòng)物的研究還較為少見(jiàn)。西藏林芝是西藏自治區(qū)的主要蘋(píng)果栽培區(qū)，對(duì)蘋(píng)果園土壤而言，土壤動(dòng)物的分解作用對(duì)土壤的健康顯得尤為重要。 因此，本試驗(yàn)對(duì)西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院實(shí)習(xí)果園春季大型土壤動(dòng)物群落進(jìn)行了初步調(diào)查和研究，以期了解西藏林芝地區(qū)蘋(píng)果園春季大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的多樣性，探討西藏林芝地區(qū)蘋(píng)果園土壤動(dòng)物資源特點(diǎn)及其生態(tài)地理規(guī)律，為了解土壤動(dòng)物在西藏林芝蘋(píng)果園中的作用及進(jìn)一步開(kāi)展西藏地區(qū)土壤動(dòng)物結(jié)構(gòu)和地下害蟲(chóng)防治研究提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)域概況

本研究在西藏林芝地區(qū)西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院實(shí)習(xí)果園(94°25′～94°45′ E，29°35′～29°57′ N)進(jìn)行，該園位于青藏高原東南部西藏自治區(qū)林芝縣境內(nèi)，系念青唐古拉山向南延伸的余脈，與喜馬拉雅山東部向北發(fā)展的山系相連。研究區(qū)生物資源豐富，為農(nóng)牧林結(jié)合地帶，處于藏東南溫暖氣候區(qū)與半濕潤(rùn)氣候區(qū)的過(guò)渡地帶，受印度洋暖濕季風(fēng)影響，冬春少雨，夏秋雨豐，年降水量600～1 000 mm，年均溫8～10 ℃，≥0 ℃積溫3 000～3 500 ℃，≥10 ℃的時(shí)間約180 d。果園栽培的主要果樹(shù)有蘋(píng)果、桃、梨、李、歐美大櫻桃和杏等。

1.2采樣鑒定

于2014年4-5月，在西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院實(shí)習(xí)果園內(nèi)，利用五點(diǎn)采樣法分層采樣，取樣面積為 50 cm×50 cm，分別取 0～5,5～10,10～15和15～20 cm 土層土壤樣品，設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)樣方間隔為3 m左右[22-23]，手揀收集大型土壤動(dòng)物，用體積分?jǐn)?shù)75%的酒精分裝小瓶保存后帶回實(shí)驗(yàn)室，在尼康中級(jí)體視顯微鏡SMZ800+D5100下進(jìn)行分類鑒定[24]，土壤動(dòng)物分類主要采用大類別分類法[25]，一般鑒定到目，鞘翅目鑒定到科，部分常見(jiàn)害蟲(chóng)鑒定到種。最后，對(duì)樣地土壤動(dòng)物進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)和多樣性特征指數(shù)分析。

1.3數(shù)據(jù)處理

土壤動(dòng)物數(shù)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用SPPS 13.5 軟件進(jìn)行處理,大型土壤動(dòng)物群落多樣性的特征指數(shù)，即多樣性指數(shù)(H′)、均勻性指數(shù)(E)、Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(I)、豐富度指數(shù)(D)分別按下面公式計(jì)算:

H′=-∑PilnPi；

E=H′/lnS；

I=Nmax/NT；

D=lnS/lnN。

式中:Pi為類群i占群落總個(gè)體數(shù)的比例，S為樣區(qū)內(nèi)的類群數(shù)目，Nmax為優(yōu)勢(shì)種群數(shù)量，NT為全部種群數(shù)量，ni為該區(qū)內(nèi)第i個(gè)類群的個(gè)體數(shù)量，N為樣區(qū)內(nèi)所有類群的個(gè)體數(shù)量。

2結(jié)果與分析

2.1西藏林芝地區(qū)春季果園大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)組成

通過(guò)分離和鑒定，本研究共獲得土壤大型動(dòng)物194頭，隸屬4門(mén)6綱13目(表1)。

表 1　西藏林芝春季果園大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)組成Table 1　Structure of soil animal community in spring orchard of Linzhi,Tibet

從表1可以看出，西藏林芝地區(qū)春季果園大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)組成由軟體動(dòng)物門(mén)、線蟲(chóng)動(dòng)物門(mén)、環(huán)節(jié)動(dòng)物門(mén)、節(jié)肢動(dòng)物門(mén)的腹足綱、線蟲(chóng)綱、寡毛綱、蛛形綱、唇足綱、昆蟲(chóng)綱及柄眼目、咀刺目、正蚓目等14目組成。其中鞘翅目為6科，分別為擬步甲科 Tenebrionidae、金龜甲科Scarabaeidae、鰓金龜科Melolonthidae、叩甲科Elateridae Leach、象甲科Curculionidae和葉甲科Chrysomelidae；雙翅目2科，分別為蠅科Muscidae和蚊科Culicidae；鱗翅目為夜蛾科Noctuidae，主要包括八字地老虎(Agrotiscnigrum(L.))和黃地老虎(Agrotissegetum(Denis et Schiffermüller))幼蟲(chóng)；其余均鑒定到目。

由表2可以看出，寡毛綱正蚓目，昆蟲(chóng)綱鞘翅目、鱗翅目、膜翅目均為優(yōu)勢(shì)類群，分別占土壤動(dòng)物總數(shù)的20.62%，27.32%，10.31%和15.46%。其中鞘翅目數(shù)量最大,這是因?yàn)樵谖鞑亓种サ貐^(qū)，主要食葉性害蟲(chóng)有黑腹黃鰓金龜、小褐麗金龜，嗜食桃樹(shù)、蘋(píng)果葉片,而黑腹黃鰓金龜(ToxospathiusauriventrisBates)和小褐麗金龜(PhylloperthahorticolaLinnaeus)在西藏林芝地區(qū)1年發(fā)生1代，5月底至6月初為該類害蟲(chóng)的盛發(fā)期，4月為該類害蟲(chóng)的幼蟲(chóng)期；膜翅目主要為蟻科；鱗翅目主要為夜蛾科的八字地老虎(A.cnigrum(L.))和黃地老虎(A.segetum(Denis et Schiffermüller))。其余種類中，柄眼目、咀刺目、蜘蛛目、正蚓目、蜈蚣目、雙翅目、革翅目、半翅目、同翅目為常見(jiàn)種類；稀有種類無(wú)。由此可見(jiàn)，西藏林芝地區(qū)春季果園的大型土壤動(dòng)物主要為常見(jiàn)類群和優(yōu)勢(shì)類群。

2.2西藏林芝地區(qū)春季果園大型土壤動(dòng)物群落的多樣性特征指數(shù)

物種多樣性可以反映群落組成的復(fù)雜程度，故常用來(lái)評(píng)價(jià)群落生態(tài)的組織水平。高的多樣性指數(shù)和均勻度意味著在生態(tài)系統(tǒng)中有更長(zhǎng)的食物鏈和更多的共生現(xiàn)象，可能對(duì)負(fù)反饋有更大的控制能力，從而增加群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從表3可知，研究區(qū)果園土壤動(dòng)物中環(huán)節(jié)動(dòng)物門(mén)豐富度指數(shù)(D)和多樣性指數(shù)(H′)均最高，但主要集中在少數(shù)個(gè)體，對(duì)土壤環(huán)境的改良有重要作用；節(jié)肢動(dòng)物雖然數(shù)量最大，其類群數(shù)較多，因此均勻性指數(shù)最高而多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)處于中間位置；軟體動(dòng)物門(mén)和線蟲(chóng)動(dòng)物門(mén)個(gè)體數(shù)量均較少，因此豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)及均勻性指數(shù)均較低。

表 2　西藏林芝果園春季大型土壤動(dòng)物的組成和數(shù)量統(tǒng)計(jì)Table 2　Composition and quantity of soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

注:多度以土壤動(dòng)物數(shù)占總數(shù)的百分比進(jìn)行劃分：+++.土壤動(dòng)物數(shù)占總數(shù)百分比>10%,為優(yōu)勢(shì)類群；++.土壤動(dòng)物數(shù)占總數(shù)百分比>1%～≤10%,為常見(jiàn)類群；+.土壤動(dòng)物數(shù)占總數(shù)百分比>0.1%～≤1%,為稀有類群。

Note:Abundances refers to the number ratio.+++ shows abundances>10%,as the dominant groups;++ shows the abundances are >1%-≤10%,as the common groups;+ indicates abundances are >0.1%-≤1%,as the rare groups.

表 3　西藏林芝地區(qū)春季果園各門(mén)大型土壤動(dòng)物的多樣性特征Table 3　Diversity characteristics of each king soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

從表4可以看出，豐富度指數(shù)由高到依次為鞘翅目(幼蟲(chóng))>正蚓目>膜翅目>鱗翅目(幼蟲(chóng))>同翅目=蜘蛛目>雙翅目>革翅目>半翅目>鞘翅目(成蟲(chóng))>柄眼目=纓尾目>咀刺目=蜈蚣目，其中鞘翅目(幼蟲(chóng))的豐富指數(shù)最高，為0.354 5，其數(shù)量最多；咀刺目和蜈蚣目數(shù)量最少，豐富度指數(shù)最低。

表 4　西藏林芝地區(qū)春季果園各目大型土壤動(dòng)物群落的多樣性特征Table 4　Diversity characteristics of each head soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

表 4續(xù)　Continued table 4

2.3西藏林芝地區(qū)春季果園大型土壤動(dòng)物群落的垂直變化

從表5可以看出，在西藏林芝地區(qū)，春季果園土壤動(dòng)物主要分布在>5～≤10 cm土層中，該土層土壤動(dòng)物數(shù)量占總數(shù)的63%；>15～≤20 cm土層中的土壤動(dòng)物最少，僅占總數(shù)的6%；>10～≤15 cm和>0～≤5 cm土層中的土壤動(dòng)物數(shù)量分別占總數(shù)的18%和13%；在>5～≤20 cm土層，土壤動(dòng)物數(shù)量隨著土層深度的增加呈遞減趨勢(shì)。由此可知，西藏林芝地區(qū)春季果園土壤動(dòng)物在土層中的垂直分布表現(xiàn)出明顯的表聚性特點(diǎn)，這是因?yàn)槲鞑亓种サ貐^(qū)土壤的主要害蟲(chóng)為蠐螬、地老虎和金針蟲(chóng)，其中蠐螬(黑腹黃鰓金龜(T.auriventrisBates)、小褐麗金龜(P.horticolaLinnaeus))、地老虎((八字地老虎A.cnigrum(L.)和黃地老虎(A.segetum(Denis et Schiffermüller))正處于化蛹期，4-5月正是其向土壤表層遷移的時(shí)期，是該地區(qū)的優(yōu)勢(shì)種群。

表 5　西藏林芝地區(qū)春季果園大型土壤動(dòng)物的垂直分布Table 5　Vertical distribution of soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

3討論與結(jié)論

常用土壤動(dòng)物的群落組成、物種多樣性、物種的多度和豐富度的變化以及其生理指標(biāo)等評(píng)價(jià)植被及土壤環(huán)境的變化。土壤動(dòng)物是農(nóng)田生物群落的重要類群，是評(píng)價(jià)農(nóng)田土壤質(zhì)量的重要生物學(xué)指標(biāo)之一。土壤動(dòng)物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在分解動(dòng)植物殘?bào)w、改變土壤理化性質(zhì)及土壤的形成與發(fā)育、土壤物質(zhì)遷移與能量轉(zhuǎn)化方面有重要意義。

本研究對(duì)西藏林芝果園春季大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果顯示，該區(qū)大型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)量和類群數(shù)量隨土壤深度增加總體呈遞減態(tài)勢(shì)，具有明顯的表聚性。從地表向下隨著土層深度的增加，土壤動(dòng)物數(shù)量及種類逐漸減少，生物多樣性、豐富度指數(shù)同樣也隨之減少。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因：1)與西藏林芝的氣候有關(guān)。西藏林芝雖位于青藏高原地區(qū)，但氣候類型屬于溫帶氣候，年平均氣溫在8.7 ℃，冬季平均溫度大于0 ℃。2)西藏林芝地區(qū)主要的土壤害蟲(chóng)為蠐螬、金針蟲(chóng)和地老虎，而金龜在林芝地區(qū)的優(yōu)勢(shì)種為黑腹黃鰓金龜和小褐麗金龜，盛發(fā)期為5月下旬至6月上旬，土壤動(dòng)物的表聚性與金龜?shù)某鐾劣鸹秃诟裹S鰓金龜?shù)目臻g分布型有關(guān)[26-27]。本研究表明，西藏林芝地區(qū)春季果園大型土壤動(dòng)物群落物種較為豐富，基本呈聚集分布狀態(tài)，類群數(shù)量分布基本均勻；西藏林芝地區(qū)果園土壤動(dòng)物中，害蟲(chóng)主要以鞘翅目為主，益蟲(chóng)主要以改良土壤結(jié)構(gòu)的正蚓目為主。因此，在林芝地區(qū)的果園內(nèi)，春季應(yīng)做好地下害蟲(chóng)的防治，以免對(duì)果樹(shù)根、莖造成危害，但在防治過(guò)程中應(yīng)以農(nóng)業(yè)防治或生物防治為主，以避免對(duì)有益生物的殺傷作用。

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DOI：網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2016-06-0816:2110.13207/j.cnki.jnwafu.2016.07.023

[收稿日期]2014-11-11

[基金項(xiàng)目]國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41561054)；西藏自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015ZR-13-26)；西藏自治區(qū)高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目

[作者簡(jiǎn)介]臧建成(1977-)，男，甘肅通渭人，副教授，碩士，主要從事農(nóng)林害蟲(chóng)防治及昆蟲(chóng)生態(tài)學(xué)、土壤動(dòng)物研究。 E-mail:zangjc2008@163.com

[中圖分類號(hào)]S154.5

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1671-9387(2016)07-0159-06

Community structure of soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

ZANG Jiancheng,TANG Xiaoqin,ZHAI Yunxia,SU Cheng,PANG Pei

(DepartmentofPlantTechnology,AgriculturalandAnimalHusbandryCollegeofTibetUniversity,Linzhi,Tibet860000,China)

Abstract:【Objective】 This study investigated the community structure characteristics of soil macrofauna in spring orchard of Linzhi to provide basis for comprehensive prevention of farmland soil animals and pests in farming and forestry mixed region.【Method】 During April and May of 2014, the diagonal five-point sampling method and internationally accepted hand picking method were used to collect,identify,and classify soil macrofauna in internship orchard of Agriculture and Animal Husbandry College of Tibet University.The community structure,composition,diversity and distribution of soil macrofauna in soil depth of 0-20 cm soil were also investigated.【Result】 A total of 194 soil animals were obtained,belonging to 14 orders,6 classes and 4 phylums.The 4 phylums were Mollusca,Nematode,Annelida,and Arthropoda and the 6 classes were Gastropoda,Nematoda,Oligochaeta,Arachnida,Chilopoda,and Insecta.Among them,the dominant groups were Lumbricida of Oligochaeta and Coleoptera(larvae),as well as Lepidoptera (larvae) and Hymenoptera of Insecta.Common groups were Stylommatophora,Enoplida,Araneeida,Solopendromorpha,Diptera,Dermaptera,Hemiptera,and Homoptera.There were no rare groups.Coleoptera(larvae) had the largest ratio of 27.75% while Enoplida and Scolopendromropha had the smallest ratio of 1.05% each.Dominant groups accounted for 74.87%,and they were the main groups of soil macrofauna.The richness index of Annelida was the highest of 0.325 6,followed by Arthropod with the index of 0.202 7.Richness index of Mollusca and Nematode were 0.064 5 and 0.047 2,respectively.The diversity index and evenness index changed identically to the richness index.In the soil layer of 0-20 cm,the taxa,total number and ratio of soil animal all showed a trend of increasing after decreasing,and the layer of 5-10 cm had the largest values.【Conclusion】 The soil macrofauna species in spring orchard in Linzhi were rich.They showed aggregated distribution with even number of groups,but the vertical distribution showed clear surface aggregation.

Key words:spring orchard;soil animal;community structure;Linzhi,Tibet

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