濁漳河西源濕地春季土壤動(dòng)物群落特征分析

史寶忠

（長(zhǎng)治學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)系，山西長(zhǎng)治046011）

濁漳河西源濕地春季土壤動(dòng)物群落特征分析

史寶忠

（長(zhǎng)治學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)系，山西長(zhǎng)治046011）

為探討濁漳河西源土壤動(dòng)物群落組成和多樣性特征，對(duì)濁漳河西源濕地段柳、后灣水庫(kù)和甘村3個(gè)樣地土壤動(dòng)物群落進(jìn)行調(diào)查研究，共獲得土壤動(dòng)物23類(lèi)1125只，隸屬于5門(mén)9綱21目。群落結(jié)構(gòu)分析表明：類(lèi)群數(shù)、個(gè)體數(shù)、多樣性指數(shù)（H′）和均勻度指數(shù)（E）變化趨勢(shì)均表現(xiàn)為后灣水庫(kù)＞段柳＞甘村；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（C）與之相反，依次為甘村＞段柳＞后灣水庫(kù)。土壤動(dòng)物在垂直分布上具有明顯的表聚性。

濁漳河；濕地；土壤動(dòng)物；多樣性

土壤動(dòng)物是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，在分解生物殘?bào)w、改變土壤理化性質(zhì)、促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中起著重要作用，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的樞紐[1]。國(guó)內(nèi)外已有大量關(guān)于森林[2]、農(nóng)田[3]、草原[4]、沙地[5]等生態(tài)系統(tǒng)土壤動(dòng)物群落多樣性研究。近年來(lái)，有關(guān)濕地土壤動(dòng)物的研究逐漸增多，內(nèi)容主要集中在土壤動(dòng)物的生態(tài)特征和生態(tài)功能兩個(gè)方面[6，7]。濁漳河是長(zhǎng)治市最大的河流，其土壤動(dòng)物群落多樣性的研究未見(jiàn)報(bào)道。2012年5月，作者對(duì)濁漳河西源濕地土壤動(dòng)物的群落特征進(jìn)行了初步研究，旨在了解該濕地土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征及其多樣性，為保護(hù)濁漳河濕地生態(tài)環(huán)境和生物多樣性，優(yōu)化濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能提供基礎(chǔ)資料。

1　研究地區(qū)概況

濁漳河是山西省長(zhǎng)治市最大的河流，屬于海河流域漳衛(wèi)南運(yùn)河水系。濁漳河西源（112°55′-113°44′E，36°02′-36°54′N(xiāo)）發(fā)源于沁縣漳源鎮(zhèn)余巖村北，流經(jīng)沁縣、襄垣，在襄垣縣古韓鎮(zhèn)甘村與濁漳河南源匯合進(jìn)入濁漳河干流，河長(zhǎng)80 km，流域面積1693 km2，年平均徑流量114× 108m3。降雨集中在夏季，年均降雨量約590 mm，豐枯比值為2.68；年均氣溫8.9℃[8]。主要植物有酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium）、稗（Echinochloa colonum）、小香蒲（Typha minima）、藨草（Scirpus triqueter）、澤瀉（Alisma orietalecsam）等[9]。

2　研究方法

2.1采樣點(diǎn)設(shè)置及采樣

2012年5月，選擇濁漳河西源的段柳、后灣水庫(kù)和甘村3個(gè)樣地（長(zhǎng)治市環(huán)保局采樣點(diǎn)），三個(gè)樣地均為間歇性浸水生態(tài)類(lèi)型（5月份屬于枯水期），植被類(lèi)型段柳以稗草等農(nóng)田雜草為主，后灣水庫(kù)以小香蒲和澤瀉等水草為主，甘村是濁漳河南源與西源交匯處，農(nóng)田雜草和水草都有。每個(gè)樣地在離河水約1 m的河岸上隨機(jī)設(shè)置6個(gè)樣方，面積為50 cm×50 cm，每個(gè)樣方分3層取樣，即0-5 cm、5-10 cm和10-15 cm，共54個(gè)土樣。將土樣裝入塑料袋并編號(hào)。

2.2土壤動(dòng)物的分離鑒定

大型土壤動(dòng)物用手撿法，中小型土壤動(dòng)物用Baermann濕漏斗法分離，所有土壤動(dòng)物標(biāo)本保存在70%酒精溶液+10%福爾馬林溶液中[10]。參照尹文英等（1998）《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》[11]，張巍巍等（2011）《中國(guó)昆蟲(chóng)生態(tài)大圖鑒》[12]，王瑞等（2010）《山西省六足動(dòng)物（昆蟲(chóng)）名錄I》[13]在解剖鏡（Motic SMZ-143）和顯微鏡（Motic BA300）下對(duì)土壤動(dòng)物進(jìn)行分類(lèi)鑒定，幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)分開(kāi)統(tǒng)計(jì)。

2.3數(shù)據(jù)處理

多樣性指數(shù)是反映群落水平分布差異的重要指標(biāo)[14]。文章主要采用土壤動(dòng)物多樣性分析中常用的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）、Pielou均勻度指數(shù)（E）、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（C）。數(shù)據(jù)采用Excel2003統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算完成。

（1）多樣性指數(shù)Diversity（H′）采用Shannon-Wiener指數(shù)公式：H′=-ΣPilnPi；

（2）均勻性指數(shù)Evenness（E）采用Pielou指數(shù)公式：E=H′/lnS；

（3）優(yōu)勢(shì)度指數(shù)Dominance（C）采用Simpson指數(shù)公式：C=Σ（Ni/N）2。

公式中Pi為第i類(lèi)群的個(gè)體數(shù)比例，Pi=Ni/N；ni為第i類(lèi)群的個(gè)體數(shù)，N為群落內(nèi)所有類(lèi)群的個(gè)體數(shù)，S為所有類(lèi)群數(shù)。

3　結(jié)果與分析

3.1濁漳河西源濕地土壤動(dòng)物組成

濁漳河西源的段柳、后灣水庫(kù)和甘村三個(gè)樣點(diǎn)土壤動(dòng)物的類(lèi)群和數(shù)量組成見(jiàn)表1。

從表1可以看出，三個(gè)樣地共獲得土壤動(dòng)物23類(lèi)，1125只，隸屬于5門(mén)9綱21目。小桿目、等足目（鼠婦蟲(chóng)和卷甲蟲(chóng)）、膜翅目（螞蟻）、雙翅目幼蟲(chóng)等4類(lèi)分別占捕獲總量的10.76%、11.11%、12.36%、12.89%，合計(jì)占個(gè)體總數(shù)的47.12%，為該地區(qū)的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群。正蚓目（蚯蚓）、中腹足目、蜘蛛目、寄螨目、真螨目、原尾目、彈尾目、鞘翅目幼蟲(chóng)、鞘翅目成蟲(chóng)、半翅目、直翅目和雙翅目成蟲(chóng)等12類(lèi)，合計(jì)占個(gè)體總數(shù)的48.96%，是該地區(qū)的常見(jiàn)類(lèi)群。三腸目、真瓣鰓目、圓馬陸目、雙尾目、同翅目、鱗翅目和纓翅目等7類(lèi)合計(jì)占個(gè)體總數(shù)的3.92%，是該地區(qū)的稀有類(lèi)群。4個(gè)優(yōu)勢(shì)類(lèi)群和12個(gè)常見(jiàn)類(lèi)群合計(jì)占個(gè)體總數(shù)的96.08%，構(gòu)成了濁漳河西源土壤動(dòng)物的主體，對(duì)該濕地土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)特征起著重要作用。

對(duì)3個(gè)樣地土壤動(dòng)物類(lèi)群數(shù)與個(gè)體數(shù)比較，結(jié)果表明：類(lèi)群數(shù)與個(gè)體數(shù)變化趨勢(shì)相同，即后灣水庫(kù)（23類(lèi)，418只）＞段柳（22類(lèi)，401只）＞甘村（19類(lèi)，306只）。3個(gè)樣地土壤動(dòng)物共有的類(lèi)群是19類(lèi)。

表1　濁漳河西源濕地土壤動(dòng)物的類(lèi)群和數(shù)量組成Table 1 The composes amount and community of soil fauna in the west source of Zhuozhang River

多度等級(jí)：+++表示優(yōu)勢(shì)類(lèi)群（個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)10%以上），++表示常見(jiàn)類(lèi)群（個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)1%~10%），+表示稀有類(lèi)群（個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)0.1%~1%）

3.2濁漳河西源濕地土壤動(dòng)物群落多樣性分析

采用香農(nóng)多樣性指數(shù)（H′）、皮洛均勻度指數(shù)（E）和辛普森優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（C）對(duì)濁漳河西源濕地土壤動(dòng)物群落多樣性進(jìn)行分析（表2），結(jié)果表明：多樣性指數(shù)（H′）的變化趨勢(shì)為后灣水庫(kù)＞段柳＞甘村，后灣水庫(kù)多樣性指數(shù)（2.7424）最高，段柳（2.6959）次之，甘村（2.5543）最低；均勻度指數(shù)（E）與多樣性指數(shù)（H′）的變化趨勢(shì)相同，后灣水庫(kù)均勻度指數(shù)（0.8746）最高，段柳（0.8722）次之，甘村（0.8675），其中段柳與后灣水庫(kù)的均勻性指數(shù)很接近，表明兩地土壤動(dòng)物的類(lèi)群和個(gè)體數(shù)量分布形式一致；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的變化趨勢(shì)為甘村＞段柳＞后灣水庫(kù)，與多樣性指數(shù)（H′）和均勻度指數(shù)（E）的變化趨勢(shì)正好相反，說(shuō)明甘村土壤動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種群比較集中。

表2　濁漳河西源不同樣地土壤動(dòng)物群落多樣性指標(biāo)Table 2 Important indexes of soil fauna communities in different plot in west source of Zhuozhang River

3.3濁漳河西源濕地土壤動(dòng)物的垂直分布

土壤動(dòng)物的垂直分布主要與不同土層的食物、溫度、濕度、pH值等綜合因素有關(guān)。通過(guò)對(duì)濁漳河西源的段柳、后灣水庫(kù)和甘村三個(gè)樣地不同土層（0-5 cm、5-10 cm、10-15 cm）土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)和類(lèi)群數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明（見(jiàn)圖1）：雖然三個(gè)樣地土壤動(dòng)物的個(gè)體數(shù)和類(lèi)群數(shù)垂直分布規(guī)律都是0-5 cm＞5-10 cm＞10-15 cm，但個(gè)體數(shù)的表聚性比類(lèi)群數(shù)的表聚性明顯，段柳和后灣水庫(kù)兩個(gè)樣地個(gè)體數(shù)表聚性又比甘村明顯。

圖1　濁漳河西源土壤動(dòng)物類(lèi)群數(shù)的垂直分布Fig.1 The vertical distribution of groups numbers of soil fauna of the west source of Zhuozhang River

4　結(jié)論與討論

本次調(diào)查共獲得土壤動(dòng)物23類(lèi)，1125只，隸屬于5門(mén)9綱21目。優(yōu)勢(shì)類(lèi)群4類(lèi)，占個(gè)體總數(shù)的47.12%，常見(jiàn)類(lèi)群12類(lèi)，占個(gè)體總數(shù)的48.96%，稀有類(lèi)群7類(lèi)，占個(gè)體總數(shù)的3.92%。優(yōu)勢(shì)類(lèi)群和常見(jiàn)類(lèi)群構(gòu)成濁漳河西源土壤動(dòng)物群落的主體。上游段柳和中游后灣水庫(kù)類(lèi)群數(shù)和個(gè)體數(shù)比較接近，下游甘村的類(lèi)群數(shù)和個(gè)體數(shù)均明顯少于前兩者?？赡艿脑蚴菨嵴暮釉搭^至后灣水庫(kù)段的沁縣造紙廠、沁縣焦化廠關(guān)停，沒(méi)有大的污染源，而后灣水庫(kù)至甘村段有大平煤礦、瑞恒化工、襄垣電廠等污水的排入，對(duì)甘村周邊的河道及濕地土壤環(huán)境造成一定程度的污染。劉瑞祥等（2004，2009）分別對(duì)濁漳河污染物時(shí)空變化和水質(zhì)對(duì)比研究均表明，甘村的水質(zhì)較段柳和后灣水庫(kù)差[8,15]。上游段柳的類(lèi)群數(shù)和個(gè)體數(shù)略低于后灣水庫(kù)，可能與沁縣縣城生活污水直接排入段柳有關(guān)，也可能與后灣水庫(kù)的稀釋和自?xún)粲嘘P(guān)。

濁漳河西源三個(gè)樣地土壤動(dòng)物群落多樣性指數(shù)（H′）與均勻度指數(shù)（E）變化趨勢(shì)相同，均為后灣水庫(kù)＞段柳＞甘村；優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（C）變化趨勢(shì)與前二者相反，為甘村＞段柳＞后灣水庫(kù)。多樣性指數(shù)與均勻度指數(shù)呈正相關(guān)，而與優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則負(fù)相關(guān)，與多數(shù)作者的結(jié)論一致[16-18]，符合一般生態(tài)學(xué)規(guī)律。

濁漳河西源3個(gè)樣地土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)的表聚性?xún)?yōu)于類(lèi)群數(shù)的表聚性，段柳與后灣水庫(kù)個(gè)體數(shù)的表聚性又優(yōu)于甘村的個(gè)體數(shù)表聚性，與任婷等（2012）研究結(jié)果一致[20]，提示甘村個(gè)體數(shù)表聚性減弱可能與污染有關(guān)。

［1］尹文英.《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》［M］.北京:科學(xué)出版社，1998.

［2］黃麗榮，張雪萍.大興安嶺北部森林生態(tài)系統(tǒng)土壤動(dòng)物組成與多樣性分析［J］.土壤通報(bào)，2008，39（3）:502-508.

［3］蘇永春，勾影波，王立新.農(nóng)田土壤動(dòng)物和微生物與生物化學(xué)動(dòng)態(tài)關(guān)系的研究［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2004，23（3）:134-137.

［4］吳鵬飛，楊大星.若爾蓋高寒草甸退化對(duì)中小型土壤動(dòng)物群落的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31（13）:3745-3757.

［5］關(guān)宏斌，劉永江.奈曼沙地大型土壤動(dòng)物調(diào)查及多樣性分析［J］.干旱區(qū)資料與環(huán)境，2000，14（1）: 86-89.

［6］武海濤，于少鵬，呂憲國(guó)，等.三江平原烏拉苔草–毛苔草濕地土壤動(dòng)物多樣性及其枯落物分解功能［J］.濕地科學(xué)，2008，6（2）:285-292.

［7］陳德來(lái)，馬正學(xué)，普布，等.拉薩拉魯濕地夏季土壤動(dòng)物的群落特征［J］.動(dòng)物學(xué)雜志，2011，46（5）: 1-7.

［8］劉瑞祥，?；蓰?，任嘉紅.濁漳河主要污染物時(shí)空變化特征［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2004.

［9］茹文明，金山，鐵軍，等.濁漳河濕地維管植物區(qū)系分析［J］.長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，27（5）:1-4.

［10］陳鵬.土壤動(dòng)物的采集和調(diào)查方法［J］.生態(tài)學(xué)雜志，1983，2（2）:46-51.

［11］尹文英，胡圣豪，沈韞芬，等.《中國(guó)土壤動(dòng)物圖鑒》［M］.北京:科學(xué)出版社，1998.

［12］張巍巍，李元?jiǎng)?中國(guó)昆蟲(chóng)生態(tài)大圖鑒［M］.重慶:重慶大學(xué)出版社，2011.

［13］王瑞，周運(yùn)寧，曹天文編著.《山西省六足動(dòng)物（昆蟲(chóng)）名錄I》［M］.太原:山西科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

［14］馬克平.生物群落多樣性的測(cè)度方法Iα多樣性的測(cè)度方法（上）［J］.生物多樣性，1994，2（3）: 162-168.

［15］劉瑞祥，?；蓰?濁漳河三典型支流的水質(zhì)對(duì)比研究［J］.水資源與水工程學(xué)報(bào)，2009，20（5）: 55-58，62.

［16］朱新玉.豫東黃河故道濕地土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及多樣性分析［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，38（21）: 150-152.

［17］錢(qián)復(fù)生，王宗英.水東棗園土壤動(dòng)物與土壤環(huán)境的關(guān)系［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1995，6（1）:44-50.

［18］史寶忠.老頂山國(guó)家森林公園根際土壤動(dòng)物多樣性初步研究［J］.山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，26（2）:73-75.

［19］辛未冬，殷秀琴，秦麗杰，等.小興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)中小型土壤動(dòng)物生態(tài)地理分布特征［J］.地理科學(xué)，2009，29（1）:129-133.

［20］任婷，安建梅，董侃，等.山西臨汾市郊土壤動(dòng)物生態(tài)分布特征［J］.動(dòng)物學(xué)雜志，2012，47（1）: 62-70.

（責(zé)任編輯鐵軍）

G642.477

A

1673-2014（2016）05-0022-04

長(zhǎng)治學(xué)院科研項(xiàng)目（201219）。

2016—03—16

史寶忠（1966—），男，山西沁縣人，碩士，講師，主要從事動(dòng)物學(xué)及動(dòng)物行為生態(tài)學(xué)研究。