甘肅民勤連古城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)不同生境土壤動(dòng)物群落的組成及多樣性

蔡海 申海香 龔建軍 王森山

摘要：以民勤連古城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)4個(gè)不同生境為研究對(duì)象，于6月對(duì)荒漠土壤動(dòng)物進(jìn)行了收集，共收集獲得12個(gè)類(lèi)群2349只土壤動(dòng)物個(gè)體，優(yōu)勢(shì)類(lèi)群整體以鞘翅目、蟻科、蜘蛛類(lèi)群為主。探討了荒漠生態(tài)系統(tǒng)土壤動(dòng)物的群落組成、多樣性及其群落相似性。結(jié)果表明：植被類(lèi)型和生境土壤環(huán)境條件是決定土壤動(dòng)物群落組成、多樣性、相似性的重要因素。試驗(yàn)結(jié)果可為荒漠生態(tài)系統(tǒng)土壤動(dòng)物生態(tài)學(xué)的研究打下一些基礎(chǔ)，為保護(hù)區(qū)的健康評(píng)價(jià)提供一定的科學(xué)支撐。

關(guān)鍵詞：荒漠生態(tài)系統(tǒng);土壤動(dòng)物群落組成;類(lèi)群;多樣性分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S154 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）14-0014-04

1引言

土壤動(dòng)物有廣義和狹義之分，廣義的土壤動(dòng)物是指經(jīng)?；驎簳r(shí)棲息在（包括大型植物殘?bào)w在內(nèi)）土壤環(huán)境中，并且在那里進(jìn)行某些活動(dòng)的動(dòng)物類(lèi)群;狹義的土壤動(dòng)物僅指一生都在土壤中生活的種類(lèi)，如蚯蚓、蜘蛛、多足類(lèi)、甲殼類(lèi)、軟體動(dòng)物、昆蟲(chóng)及其跳蟲(chóng)、螨類(lèi)等中的某些類(lèi)群和線(xiàn)蚓、線(xiàn)蟲(chóng)等小型濕生動(dòng)物以及原生動(dòng)物等中的某些類(lèi)群。土壤動(dòng)物雖然個(gè)體小，但數(shù)量巨大，是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量的流通有非常重要的作用。

近年來(lái)，由于各種先進(jìn)儀器和分析方法的出現(xiàn)和完善，使土壤動(dòng)物的研究提升到了新的高度，內(nèi)容涉及到土壤動(dòng)物與微生物的相互作用，土壤動(dòng)物與環(huán)境污染的關(guān)系，一些學(xué)者還將土壤動(dòng)物的研究范圍由森林拓展到草原、農(nóng)田、城市等生態(tài)系統(tǒng)。其中荒漠生態(tài)系統(tǒng)土壤動(dòng)物的研究，相對(duì)森林、農(nóng)田、草地、濕地生態(tài)系統(tǒng)而言起步較晚，而且研究的深度和廣度也不及他們。特別是缺乏對(duì)于干旱荒漠生態(tài)系統(tǒng)土壤動(dòng)物多樣性研究及對(duì)于全球氣候變化響應(yīng)的長(zhǎng)期定性研究。本研究以甘肅民勤連古城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)不同生境為研究對(duì)象，調(diào)查了荒漠土壤動(dòng)物群落的物種組成、多樣性及其相似性。研究結(jié)果可以作為甘肅省民勤連古城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)土壤動(dòng)物群落組成特征方面的資料，也可作為荒漠生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的科學(xué)依據(jù)。

2材料與方法

2.1研究區(qū)概況

甘肅民勤連古城自然保護(hù)區(qū)位于甘肅省民勤縣境內(nèi)的荒漠區(qū)域內(nèi)，地理位置在北緯38°1008”～39°0910"，東經(jīng)103°3000”～103°5740”。南北長(zhǎng)約90km，東西寬約6.5～125km不等，以民武路為界，保護(hù)區(qū)分西北半?yún)^(qū)和東南半?yún)^(qū)。保護(hù)區(qū)東北被騰格里沙漠包圍，西北有巴丹吉林沙漠環(huán)繞，中部由石羊河沖積湖積成狹長(zhǎng)而平坦的綠洲帶，地理位置具有極其重要的戰(zhàn)略意義。面積為389882.5hm2，占民勤國(guó)土面積的1/4，是全國(guó)面積最大的荒漠生態(tài)類(lèi)型國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。

甘肅民勤連古城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)屬溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，極端低溫-27.3℃，極端高溫39.5℃，平均日差14℃;年降水量110mm，80%集中于夏秋，相對(duì)濕度45%、無(wú)霜期137d，最大凍土深度105cm，大風(fēng)日數(shù)40d，風(fēng)砂日數(shù)130d。

在保護(hù)區(qū)內(nèi)，按照不同生境類(lèi)型，選取4塊有代表性的樣地。分別是：石羊河林業(yè)總場(chǎng)雙墩子治理綜合示范區(qū)（SDZ）;勤鋒保護(hù)站小茨墩護(hù)林站（QF）;蘇武山國(guó)家級(jí)公益林鄧岔站（DC）;南湖鄉(xiāng)保護(hù)站（NH），樣地概況見(jiàn)表1。

2.2調(diào)查方法及樣品分類(lèi)鑒定

本試驗(yàn)中采用國(guó)際通用的陷阱法來(lái)調(diào)查地面土壤動(dòng)物群落的數(shù)量。在保護(hù)區(qū)中，隨機(jī)選取50m×100m的小區(qū)作為土壤動(dòng)物調(diào)查樣區(qū)，在樣區(qū)內(nèi)設(shè)置4條平行的樣線(xiàn)（間距10m），每條樣線(xiàn)等距離布設(shè)陷阱收集器6個(gè)（間距15m），共計(jì)24個(gè)。收集器為高10cm、直徑8.5cm、容積為500mL的塑料罐子，向瓶中加人濃度為3%的福爾馬林溶液，數(shù)量為瓶高的1/2，最后將瓶子埋入土中，瓶口與地面齊平。為了確定地面土壤動(dòng)物群落的結(jié)構(gòu)，根據(jù)研究區(qū)的氣候特征，確定在土壤動(dòng)物比較活躍的6月對(duì)土壤動(dòng)物群落進(jìn)行調(diào)查，5月底提前布好樣點(diǎn)，6月中旬收集樣。

所獲得的土壤動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)室依據(jù)《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》、《遼寧甲蟲(chóng)原色圖鑒》、《寧夏草原昆蟲(chóng)原色圖鑒》及其他分類(lèi)書(shū)籍，用體視解剖鏡（Motic K-400L）和立體顯微鏡（Leica）進(jìn)行分類(lèi)、鑒定。由于分類(lèi)的困難，大型土壤動(dòng)物鑒定到目或科，中小型土壤動(dòng)物鑒定到綱或目。因土壤動(dòng)物成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)的生活習(xí)性差異較大，所以將成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)分開(kāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)量。

2.3多樣性分析參數(shù)

根據(jù)不同土壤動(dòng)物類(lèi)群在群落總個(gè)體數(shù)中所占比例多少將其劃分為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群（占群落總個(gè)體數(shù)的10%以上）、常見(jiàn)類(lèi)群（介于1%～10%之間）和稀有類(lèi)群（<1%）。

式中，s為類(lèi)群總數(shù)，P，為物種i所占的比例ni/N，ni為第i類(lèi)群的個(gè)體數(shù)，N為群落總個(gè)體數(shù)。

Jaccard相似性系數(shù)公式：q=c/（a+b-c）式中a為A群落類(lèi)群數(shù)，b為B群落類(lèi)群數(shù)，c為兩群落共有的類(lèi)群數(shù)，對(duì)4個(gè)樣地的土壤動(dòng)物群落的相似性進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)Jaceard相似性系數(shù)原理，當(dāng)相似系數(shù)為0～0.25時(shí)，為極不相似;當(dāng)為0.26～0.50時(shí)，為中等不相似;當(dāng)為0.51-0.75時(shí)，為中等相似;當(dāng)為0.76～1.0時(shí)，為極相似。

3結(jié)果與分析

3.1 不同樣點(diǎn)土壤動(dòng)物群落組成與數(shù)量統(tǒng)計(jì)

在雙墩子治理綜合示范區(qū)收集獲得土壤動(dòng)物9個(gè)類(lèi)群461頭。通過(guò)表2分析得出：該地的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為謝氏寬漠甲、尖尾東鱉甲，占總采集量的91.97%;常見(jiàn)類(lèi)群有硯王，占總采集量的5.64%;其余為稀有類(lèi)群，占總采集量的2.39%。

在小茨墩護(hù)林站收集獲得土壤動(dòng)物9個(gè)類(lèi)群638只。通過(guò)表3分析得出：該地的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為硯王、謝氏寬漠甲、尖尾東鱉甲、蟻科，占總采集量的88.09%;常見(jiàn)類(lèi)群為蜘蛛類(lèi)群，占總采集量的9.09%;其余為稀有類(lèi)群，占總采集量的2.82%。

在鄧岔站收集獲得土壤動(dòng)物8個(gè)類(lèi)群792只。通過(guò)表4分析得出：該地的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為蟻科，占總采集量的83.59%;常見(jiàn)類(lèi)群為卵蛹類(lèi)群、謝氏寬漠甲、尖尾東鱉甲、蜘蛛類(lèi)群、短翅偽葬布甲、厚花天牛，占總采集量的16.03%;稀有類(lèi)群為硯王，占總采集量的0.38%。