貴州省松桃縣錳礦區(qū)洞穴動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系

溫 清,楊衛(wèi)誠(chéng),2,*,陶紅梅,周旭林,余源嬋

1 貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,貴陽(yáng) 550031 2 貴州師范大學(xué)喀斯特洞穴研究中心,貴陽(yáng) 550031

貴州省溶洞眾多,有記載的洞穴數(shù)目高達(dá)657[1]。目前,有關(guān)于洞穴調(diào)查研究成果豐富,國(guó)外研究?jī)?nèi)容包括洞穴動(dòng)物糞便、微生物體內(nèi)重金屬追蹤[2-4]等,國(guó)內(nèi)主要研究洞穴環(huán)境因子對(duì)洞穴動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響,如CO2、O2、溫度等與動(dòng)物群落的相關(guān)性[5-8],光照強(qiáng)度對(duì)洞穴生物分布、形態(tài)的影響以及重金屬在生物體內(nèi)的富集研究[8-10],常見(jiàn)重金屬研究主要針對(duì)于Zn、Cu、Ni、AS、Cr、Hg[5,7-8,11-14],Mn作為微量元素,極少出現(xiàn)在與洞穴動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性的研究中。貴州省松桃縣地屬典型喀斯特地貌,溶洞眾多,且該地區(qū)錳礦資源豐富,為特殊“寒武統(tǒng)黑色巖系區(qū)”[15],土壤中重金屬含量普遍較高。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),松桃縣李家灣-楊立掌錳礦區(qū)附近的大洞、下洞生境條件良好,且兩者相隔較近,具有較強(qiáng)的可比性。因此,本文以大洞、下洞為研究對(duì)象,進(jìn)行對(duì)比分析,研究?jī)啥炊囱▌?dòng)物群落之間是否存在相似性,錳礦區(qū)周邊洞穴土壤中Mn含量是否存在重金屬污染,對(duì)兩洞穴內(nèi)土、水樣品進(jìn)行重金屬污染評(píng)價(jià),分析環(huán)境中重金屬對(duì)大洞、下洞洞穴動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)、分布是否存在影響,且影響程度是否相同。

1 洞穴概況

大洞、下洞位于貴州省松桃縣烏羅鎮(zhèn)巖口村,距洞穴約1 km距離為松桃李家灣-楊立掌錳礦區(qū),該區(qū)屬成錳沉積盆地[16],兩洞穴直線距離約400 m,相互獨(dú)立。

1.1 大洞

洞口呈三角形,寬15 m,高18 m,地理坐標(biāo)28°08′N(xiāo),108°48′E,海拔878 m,洞口位于山底部,在鄉(xiāng)村公路左側(cè),洞口右側(cè)為小型山澗溪流,由洞內(nèi)流出。洞口周?chē)脖幻?布滿棕櫚、五節(jié)芒、裂葉蕁麻等。入口為一人造石墻,左側(cè)有口,曾用于圈養(yǎng)牲口,洞口、有光帶、弱光帶布滿家禽排泄物。有光帶長(zhǎng)62 m,最寬處達(dá)13 m,溫度19℃,濕度80%,空間開(kāi)闊,有少量碎石,洞底為黃土較平坦,分布大量裂葉蕁麻,暗河由光帶左側(cè)流向右側(cè)。弱光帶長(zhǎng)8 m,溫度17℃,濕度83%,向內(nèi)延伸洞寬逐漸縮短,最窄處約3 m,洞頂高而狹窄,洞底較平坦。黑暗帶長(zhǎng)167 m(由于暗河覆蓋面積大,無(wú)法深入調(diào)查,此數(shù)據(jù)為實(shí)際探測(cè)值),平均寬度約6 m,溫度15℃,濕度86%,最深處暗河幾乎覆蓋整個(gè)洞底,水流速度慢,水質(zhì)清澈。

1.2 下洞

洞口呈半圓形,寬10 m,高7 m,位于山底,兩側(cè)巖壁呈80°夾角。地理坐標(biāo)28°08′N(xiāo),108°48′E,海拔868 m,洞穴不遠(yuǎn)處有農(nóng)田。洞口布滿草本、灌木叢和小型棕櫚,洞壁及洞頂凹凸不平,且極濕潤(rùn),有滴水,在洞底形成小水洼。有光帶長(zhǎng)28 m,最寬處約7 m,向內(nèi)逐漸變窄,高約4 m,溫度18℃,濕度70%,光帶內(nèi)較寬闊,有碎石。光帶向左延伸且傾斜向下,坡度小。弱光帶長(zhǎng)3 m,光帶較短,溫度14℃,濕度84%,有碎石且濕潤(rùn)。黑暗帶溫度較低,為14℃,濕度84%,光帶走勢(shì)呈階梯狀,分為兩層,洞底土壤濕軟,疑似曾有暗河,上層長(zhǎng)度約40 m,上下層銜接處光帶變窄,下層為峽谷狀,繼續(xù)向內(nèi)延伸,可探測(cè)距離為13 m,兩層之間水平落差為7 m,且垂直向下。

2 研究方法

2.1 樣品采集與環(huán)境調(diào)查

2.1.1 環(huán)境調(diào)查

野外采集前,用CEM華盛昌公司生產(chǎn)的LDM-70紅外激光測(cè)距儀測(cè)定洞口寬、高度以及各光帶的長(zhǎng)度,利用美國(guó)生產(chǎn)的奇遇(eTrex Venture) GPS定位儀測(cè)定海拔高度,利用北京亞光儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的JWSA2-2型溫濕度計(jì)測(cè)定各洞段溫濕度。各光帶氣體檢測(cè)用青島陸博建業(yè)環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的便攜式氣體檢測(cè)儀(LB-MS4X),主要檢測(cè)CO2,O2的含量,光照度的測(cè)量用泰仕電子公司生產(chǎn)的光照度計(jì)(TES-1339R),光帶劃分參照黎道洪[13]。

2.1.2 樣品采集

動(dòng)物樣品：在每個(gè)洞段對(duì)洞底和洞壁進(jìn)行采集工作,由于洞較高,所以洞頂區(qū)域僅對(duì)較大型的脊索類(lèi)動(dòng)物進(jìn)行采集。將肉眼能見(jiàn)的動(dòng)物采集裝瓶,75%酒精浸泡,最后換用無(wú)水乙醇進(jìn)行密封保存。

水樣品：對(duì)各光帶內(nèi)的水樣進(jìn)行瓶裝采集,每瓶水樣含量不低于1000 mL。

土壤樣品：在各光帶底部分別進(jìn)行梅花點(diǎn)混合采樣,約每袋土樣約0.5 kg,濕潤(rùn)土樣進(jìn)行干燥處理之后,密封保存。

2.2 樣品處理

用OLYMPUS(SZ51)解剖鏡對(duì)標(biāo)本進(jìn)行分類(lèi)鑒定。對(duì)洞內(nèi)土、水樣進(jìn)行分析,具體步驟參照黎道洪等[17]。用AF-640原子熒光光度儀測(cè)定水、土樣中Hg、As的平均含量,測(cè)定水、土樣中重金屬M(fèi)n含量分別采用ICP光譜法、火焰原子吸收法。

2.3 數(shù)據(jù)處理

對(duì)群落各項(xiàng)多樣性指數(shù)、相似性指數(shù)等進(jìn)行分析,具體方法參照黎道洪等[14],按照Margalf的richness index公式計(jì)算物種的豐富度,

D=(S-1)/lnN

式中，D表示物種豐富度,S表示物種數(shù),ln為自然對(duì)數(shù),N為各群落所有動(dòng)物的總數(shù)。根據(jù)香農(nóng)一維納指數(shù)(Shannon—Weiner index)公式計(jì)算群落多樣性,

Pielou均勻性指數(shù)計(jì)算群落均勻度,

C=∑(ni/N)2

式中,H′為物種多樣性指數(shù),S為組成群落的物種或類(lèi)群數(shù),Pi為第i種物種的個(gè)體比,J′為均勻性指數(shù)。

用Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)公式計(jì)算群落優(yōu)勢(shì)度,

C=∑(ni/N)2

式中,C為優(yōu)勢(shì)度指數(shù),ni為第i種的個(gè)體數(shù),N為洞內(nèi)所有物種的個(gè)體數(shù)。

按Whittaker的相似性指數(shù)公式分析群落的相似度,

式中,I為兩群落的相似性指數(shù),s為群落中相對(duì)應(yīng)的種數(shù),ai和bi為物種或類(lèi)群i的個(gè)體數(shù)分別在a和b群落中的比例。洞穴土壤中重金屬污染評(píng)價(jià)方法及Muller地積累指數(shù)分級(jí)參照李金城等[19],利用地質(zhì)累積指數(shù)評(píng)價(jià)沉積物中重金屬污染,該指數(shù)綜合考慮人為污染因素、環(huán)境地球化學(xué)背景值以及因造巖運(yùn)動(dòng)可能引起的背景值的變動(dòng)等因素,具體分級(jí)見(jiàn)表1。其計(jì)算公式如下：

Igeo= log2[Cn/(K×Bn)]

式中,Cn為元素n的實(shí)測(cè)含量；Bn為元素n的背景值；K是考慮各地巖石差異可能會(huì)引起的背景值的變動(dòng)而取的系數(shù)(經(jīng)驗(yàn)值為1.5)。

3 結(jié)果與分析

3.1 洞穴動(dòng)物種類(lèi)組成及相對(duì)數(shù)量

通過(guò)對(duì)大洞、下洞洞穴動(dòng)物進(jìn)行調(diào)查、采集,共獲標(biāo)本1274號(hào),其中大洞660號(hào),隸屬于5門(mén)10綱21目24科26種,下洞614號(hào),隸屬于4門(mén)7綱15目21科26種。

大洞、下洞均是有光帶動(dòng)物種類(lèi)最多,黑暗帶僅次于有光帶,弱光帶最少,下洞弱光帶、黑暗帶物種數(shù)較少。由于大洞洞穴較下洞更為開(kāi)闊,大洞中的暗河給洞穴生物提供了更多種類(lèi)的食源[20],總體而言大洞洞穴動(dòng)物捕獲總數(shù)多于下洞,詳細(xì)見(jiàn)表2。

表1 Muller 地積累指數(shù)分級(jí)

表2 大洞、下洞洞穴動(dòng)物類(lèi)群組成比較

LB：有光帶light belt；RLB：弱光帶reflection light belt；DB：黑暗帶dark belt；1：大洞光帶Ray belt in Da cave；2：下洞光帶Ray belt in Xia cave

大洞中優(yōu)勢(shì)種為雕飾姬馬陸Glyphiulusvalgatus、寬跗隴馬陸Kronopolitessvenhedini,分別占捕獲總數(shù)的30.45% 、33.03%,普通種為三角渦蟲(chóng)Ougesiajaponica、粗糙鼠婦Porcellioscaber,分別占捕獲總數(shù)的6.52%、6.36%。下洞中優(yōu)勢(shì)種為雕飾姬馬陸,占捕獲總數(shù)的46.74%,普通種為棘刺真管螺Euphaedusaspinula、華肢雕馬陸Podoglyphiulussinensis,分別占捕獲總數(shù)的8.47%、9.28%,兩洞穴優(yōu)勢(shì)類(lèi)群較為突出,見(jiàn)表3。

表3 大洞、下洞洞穴動(dòng)物種類(lèi)(或類(lèi)群)組成和相對(duì)數(shù)量

3.2 群落組成及多樣性分析

3.2.1 群落組成

根據(jù)動(dòng)物數(shù)量、分布以及環(huán)境因子的差異,將大洞、下洞不同光帶內(nèi)軟體動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物、脊索動(dòng)物劃分為以下6個(gè)動(dòng)物群落。

群落A：寬跗隴馬陸+粗糙鼠婦+三角渦蟲(chóng)群落,分布在大洞有光帶,前者為優(yōu)勢(shì)種,優(yōu)勢(shì)度明顯,占該光帶總捕獲數(shù)的比值同為63.05%,后兩者為普通種,分別占該光帶總捕獲數(shù)的12.32%、11.14%。

群落B：雕飾姬馬陸+大蚊Tipulasp.+盛光尺蛾群落,分布在大洞弱光帶,前者為優(yōu)勢(shì)種,優(yōu)勢(shì)度明顯,占該光帶總捕獲數(shù)的65.05%,后兩者為普通種,分別占該光帶總捕獲數(shù)的7.77%、8.41%。

群落C：紅點(diǎn)齒蟾Oreolalaxrhodostigmatus+盛光尺蛾+實(shí)心裸灶螽Diestrammenasolida+赤鏈蛇指名亞種Lycodonrufozonatus群落,該群落物種數(shù)稀少,分布在大洞黑暗帶,前兩者為優(yōu)勢(shì)種,皆占該光帶總捕獲數(shù)的40.00%,后兩者為普通種,皆占該光帶總捕獲數(shù)的10.00%。

群落D：棘刺真管螺+大蚊+溫室希蛛Achaearaneatepidariorum群落,分布在下洞有光帶,前為優(yōu)勢(shì)種,占總捕獲數(shù)的18.14%,后兩者為普通種,分別占該光帶總捕獲數(shù)的11.39%、13.50%。

群落E： 雕飾姬馬陸+棘刺真管螺+盛光尺蛾群落,分布在下洞弱光帶,前兩者均為優(yōu)勢(shì)種,分別占該光帶總捕獲數(shù)的61.90%、21.43%,后者為普通種,占該光帶捕獲總數(shù)的7.14%。

群落F： 雕飾姬馬陸+華肢雕馬陸群落,分布在下洞黑暗帶,均為優(yōu)勢(shì)種,分別占該光帶總捕獲數(shù)的77.91%、16.42%。

3.2.2 群落的多樣性分析

根據(jù)各指數(shù)公式計(jì)算出大洞、下洞中6個(gè)群落的多樣性指數(shù),見(jiàn)表4。

表4 不同光帶內(nèi)群落的多樣性、均勻性和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)

由于有光帶光照充足、食源豐富,因此群落A(16)與群落D(19)物種數(shù)最大,兩者豐富度指數(shù)也最高,分別為2.5721、3.2918,可以看出群落物種數(shù)越多豐富度指數(shù)也越高,這一規(guī)律與多位學(xué)者研究結(jié)果一致[10-12]。優(yōu)勢(shì)度從高到低的順序是群落F(0.6349)> C(0.4412)> E(0.4376)> A(0.4279)> B(0.3400)> D(0.1037),群落F分布于下洞黑暗帶,形成了所有群落中數(shù)量最龐大的雕飾姬馬陸類(lèi)群,該物種集中分布在洞壁、洞底,調(diào)查發(fā)現(xiàn)曾有水流由光帶下層蔓延至上層,殘留大量淤泥沉積物,Chelius 等專(zhuān)門(mén)研究了美國(guó)洞穴中微生物多樣性,認(rèn)為流水帶來(lái)的沉積物中含有大量微生物[20],馬陸是洞穴食物鏈的最初分解者[21],食源充沛使得雕飾姬馬陸形成最大的類(lèi)群,因此群落F優(yōu)勢(shì)度最大。群落多樣性指數(shù)由高到低的順序是群落D(2.4745)> C(1.4036)> A(1.3549)> B(1.1935)> E(1.1384)> F(0.7265),群落D分布于下洞有光帶,由于該光帶生境良好,食源種類(lèi)豐富,因此物種數(shù)最大(19),其物種豐富度(3.2918)、多樣性指數(shù)(2.4745)也最大,符合物種數(shù)越大,多樣性指數(shù)越高這一常規(guī)結(jié)論[7,9-10,12]。多樣性指數(shù)與優(yōu)勢(shì)度指數(shù)兩者之間的關(guān)系與黎道洪學(xué)者2006年研究的結(jié)論相同,兩者大小呈相反趨勢(shì)[14]。

就單個(gè)洞穴而言,群落B、C的相似性最高,兩者分別位于大洞的弱光帶、黑暗帶。群落E、F相似性最高,兩者分別分布于下洞的弱光帶、黑暗帶,同一洞穴相鄰光帶環(huán)境因子差異小,從而導(dǎo)致其相似性較高[6],符合相鄰群落間相似性指數(shù)最高的理論[18],然而群落A、B之間的相似性指數(shù)卻不符合,兩者分別位于大洞有光帶、弱光帶,屬相鄰群落,但相似性指數(shù)最低,為0.0029。原因可能是由于人為干擾過(guò)重,大洞有光帶、弱光帶地面有大量牛、羊類(lèi)家禽排泄物和生活垃圾,由于喀斯特洞穴生態(tài)敏感度高、抗干擾能力弱等一系列生態(tài)脆弱性特征[20],有學(xué)者在對(duì)貴州織金蓮花洞調(diào)查中也曾發(fā)現(xiàn)由于人為干擾嚴(yán)重,導(dǎo)致物種數(shù)減少的現(xiàn)象[22],與本研究同是弱光帶物種數(shù)最少。從整體上看,群落C與群落E相似性指數(shù)最高,為0.7239,兩者分別來(lái)自大洞黑暗帶、下洞有光帶,屬不同洞穴相鄰光帶相似性指數(shù)較高,該結(jié)論符合一般規(guī)律[5-6,10,17,23],原因在于大洞、下洞地理位置間距較近,植被種類(lèi)、土壤條件等環(huán)境因子相似,導(dǎo)致兩洞穴生物種類(lèi)相似度較高。不同洞穴相同光帶(C—F；A—D)之間相似性同樣較高,相似性指數(shù)分別為0.6684、0.1737,群落A、D都位于兩洞穴的有光帶且均有大量石刺,其上存在大量以藍(lán)藻、藍(lán)細(xì)胞為主的生物群落[24],Smr? J等學(xué)者曾在某些洞穴生物腸道內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量藍(lán)藻細(xì)胞[25],證明某些洞穴生物以藍(lán)藻、藍(lán)細(xì)胞為食,相同的環(huán)境存在著相同的食物類(lèi)群,吸引了某些食性相同的生物,因此會(huì)出現(xiàn)不同洞穴相鄰、相同光帶內(nèi)動(dòng)物群落相似性較大的情況,具體見(jiàn)表5。

表5 不同群落間的相似性指數(shù)

3.3 洞穴環(huán)境因子測(cè)定值及相關(guān)性分析

對(duì)大洞、下洞各光帶的部分環(huán)境因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、測(cè)定,整理結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 各群落中部分環(huán)境因子的測(cè)定值

由于各項(xiàng)環(huán)境因子和多樣性指數(shù)單位不統(tǒng)一,因此對(duì)表4、表6中的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化處理后利用SPSS 17.0分別對(duì)大洞、下洞洞穴動(dòng)物群落多樣性和環(huán)境因子進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果見(jiàn)表7、8。

表7 大洞洞穴群落多樣性與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣

表8 下洞洞穴群落多樣性與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣

綜合表7、8分析,大洞、下洞各項(xiàng)多樣性指數(shù)之間均存在顯著、極顯著相關(guān)。就環(huán)境因子而言,大洞洞穴土壤中的As、Mn與物種數(shù)均呈顯著正相關(guān),P值分別為0.039、0.029,土壤中重金屬M(fèi)n還與物種豐富度、均勻度指數(shù)呈顯著相關(guān)。出現(xiàn)這一結(jié)果與Mn的生理功能有關(guān),Mn在植物進(jìn)行光合作用、活化酶活性等方面具有不可替代的作用[19],植被的正常生長(zhǎng),為大洞洞穴生物提供了直接的食物來(lái)源,因此物種大量集中于有光帶,從而導(dǎo)致物種豐富度指數(shù)與土壤中Mn含量呈正相關(guān),P值為0.017；均勻度指數(shù)與其呈負(fù)相(0.031)。大洞水體污染程度低,故無(wú)明顯相關(guān),經(jīng)對(duì)比分析,下洞則是水體中重金屬與多樣性指數(shù)存在顯著相關(guān),如As與物種優(yōu)勢(shì)度呈顯著正相關(guān),Mn與多樣性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),而土壤中重金屬與多樣性指數(shù)并無(wú)明顯相關(guān)。原因見(jiàn)表8,AT是影響下洞洞穴生物分布的最主要因素,其直接影響了該洞穴動(dòng)物多樣性,即與物種數(shù)、最大多樣性之指數(shù)均呈極顯著正相關(guān),P值皆為0.002。由表6可知,下洞溫度較低,導(dǎo)致部分動(dòng)物向弱光帶或有光帶遷移,如涂閃夜蛾Sypnapicta,黎道洪等學(xué)者曾對(duì)貴州安順的龍?zhí)於?、鄭家大洞?nèi)的動(dòng)物群落進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)一年四季中,夏季動(dòng)物類(lèi)群和數(shù)量最高,冬季隨著溫度下降一些動(dòng)物從有光帶退縮至弱光帶或黑暗帶[26],由此可見(jiàn),適宜的溫度是影響洞穴動(dòng)物分布的重要因素。

3.4 重金屬污染評(píng)價(jià)

3.4.1 土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

根據(jù)《國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《中華人民共和國(guó)土壤環(huán)境背景值圖集》對(duì)大洞、下洞洞穴土壤中重金屬進(jìn)行污染評(píng)價(jià)。

表9 大洞、下洞土壤重金屬污染級(jí)別

雖然相隔李家灣-楊立掌錳礦區(qū)的直線距離較近,但兩洞穴土壤中Mn的污染級(jí)別僅屬于1級(jí),具體原因是錳礦產(chǎn)于華南紀(jì)地質(zhì)層[27],大洞、下洞所在的松臺(tái)地區(qū)則屬于寒武系巖層[15],時(shí)間上相隔約2.5億年,兩巖層之間相距厚度近10 km[16],因此兩洞穴土壤中的Mn并不來(lái)自同一地層,相關(guān)性不大。大洞、下洞土壤中的重金屬主要來(lái)自于其原生母巖,即寒武系區(qū)特有的“多元素富集”土壤[15]。Hg的污染級(jí)別較As、Mn要高,但在相關(guān)性分析中與物種多樣性指數(shù)之間關(guān)系并不明顯,原因可能與Hg的化學(xué)形態(tài)、富集程度有關(guān),可交換態(tài)的重金屬才是引起污染、危害生物體的主要給源[14],而大洞、下洞地區(qū)土壤層中Hg多數(shù)為碳酸鹽結(jié)合態(tài)、殘留態(tài)[16],生物可利用性不大。另外,曾有學(xué)者分析過(guò)Pb、Hg、As等重金屬在洞穴動(dòng)物體內(nèi)的富集作用,發(fā)現(xiàn)Hg在生物體內(nèi)含量較低,因其不易被動(dòng)物主動(dòng)吸收[10]。綜合可得,重金屬M(fèi)n、As從一定程度上影響著大洞、下洞中洞穴動(dòng)物群落的分布,詳情見(jiàn)表9。

3.4.2 水體重金屬污染評(píng)價(jià)

根據(jù)《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB-T14848-93》對(duì)大洞、下洞洞穴水體進(jìn)行污染評(píng)價(jià),結(jié)果如下。

表10 大洞、下洞水體重金屬污染情況

雖然在土壤重金屬污染分析中,大洞、下洞土壤重金屬污染級(jí)別均達(dá)到輕度-中等污染及以上的水平,但水體重金屬污染評(píng)價(jià)顯示,兩洞穴的水源仍污染較小,可用于作為集中式生活飲用水源,這可能與兩洞穴的土壤有關(guān),大洞、下洞洞穴土壤屬常見(jiàn)黃土,研究表明黃壤對(duì)重金屬的吸附性較強(qiáng),且吸收速率隨著溫度升高成遞增趨勢(shì)[28],因黃土具有較好的吸附能力,故水體重金屬污染并不高。綜合表9,可以看出下洞水體中的As、Mn對(duì)洞穴動(dòng)物的多樣性、優(yōu)勢(shì)度存在著顯著相關(guān)性,水體中Hg含量較小,因此與水生種類(lèi)的相關(guān)性并不明顯,見(jiàn)表10。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)錳礦區(qū)附近的大洞、下洞進(jìn)行調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)兩洞穴均為有光帶物種數(shù)最多。除單個(gè)洞穴相鄰光帶之間相似性指數(shù)較高外,不同洞穴的相鄰光帶(C-E)以及相同光帶(C-F,A-D)間相似性較大。另外,對(duì)于洞穴生物而言,環(huán)境條件相似會(huì)生成相同的食物種類(lèi),如有光帶、弱光帶石刺上存在大量以藍(lán)藻、藍(lán)細(xì)胞,黑暗帶則是細(xì)菌、古細(xì)菌等[24],相同的食物類(lèi)群吸引了食性相同的生物,致使不同洞穴相鄰、相同光帶內(nèi)動(dòng)物群落相似性較大。由于大洞人為干擾嚴(yán)重,研究表明圈養(yǎng)牲口引起的生境破壞會(huì)導(dǎo)致洞穴物種數(shù)減少[23],因此相鄰群落(A-B)相似性指數(shù)較低。在相關(guān)性分析中可以看出土壤、水體中重金屬M(fèi)n、As對(duì)大洞、下洞洞穴物種多樣性之間存在著各種顯著相關(guān),如重金屬M(fèi)n與多樣性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),可見(jiàn)重金屬對(duì)洞穴動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)仍存在一定的負(fù)面影響,與某些學(xué)者研究結(jié)構(gòu)一致[29-30]。從土壤中重金屬分析來(lái)看,大洞、下洞土壤中的重金屬僅Hg達(dá)到極嚴(yán)重污染。在本研究中,錳礦區(qū)周?chē)囱ㄍ寥乐胁o(wú)嚴(yán)重錳污染,分析對(duì)比洞穴群落多樣性與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性結(jié)果可得,幾種重金屬與大洞、下洞洞穴動(dòng)物的相關(guān)性并不一致,大洞洞穴土壤中重金屬與群落多樣性指數(shù)之間相關(guān)性明顯,而兩者在下洞中則無(wú)明顯相關(guān),溫度成為影響下洞洞穴動(dòng)物分布的重要因素。從水體、土壤重金屬污染評(píng)價(jià)可以看出,大洞、下洞土壤雖存在輕、中度重金屬污染,但水質(zhì)基本無(wú)污染,筆者曾對(duì)貴州松桃臘山河洞進(jìn)行研究分析也出現(xiàn)這一情況,即土壤母質(zhì)重金屬含量較高,此類(lèi)重金屬不宜利用和轉(zhuǎn)移,加上土壤層的吸附作用,水質(zhì)污染極小。本研究?jī)H對(duì)松桃縣李家灣-楊立掌錳礦區(qū)附近大洞、下洞洞穴環(huán)境中重金屬的污染程度、不同重金屬對(duì)動(dòng)物群落的影響進(jìn)行了對(duì)比淺析,若要深入研究重金屬對(duì)整個(gè)洞穴動(dòng)物的影響還需要進(jìn)行重金屬追蹤調(diào)查。

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