西藏東南部典型林草交錯(cuò)地帶不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物多樣性研究

臧建成，孫 濤，洪大偉

(1 西藏農(nóng)牧學(xué)院 a植物科學(xué)學(xué)院，b 西藏高原資源昆蟲與應(yīng)用昆蟲實(shí)驗(yàn)室，西藏 林芝 860000；2 淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000)

穩(wěn)定的植被群落具有多樣性的生物種群，其功能及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在群落中的流動(dòng)和循環(huán)也較為穩(wěn)定[1]。植被的改變會(huì)影響土壤動(dòng)物群落的分布、結(jié)構(gòu)及功能[2-4]。節(jié)肢動(dòng)物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其在土壤有機(jī)物分解、物質(zhì)循環(huán)、土壤結(jié)構(gòu)改善、植物群落變化中均具有重要作用[5]。近年來有關(guān)青藏高原土壤動(dòng)物、地表節(jié)肢動(dòng)物方面已有大量研究，這些研究主要集中在西藏農(nóng)田土壤動(dòng)物，河谷灌叢不同封育時(shí)間、不同植被類型、不同土地利用方式對(duì)土壤節(jié)肢動(dòng)物的影響以及林牧交錯(cuò)地帶土壤動(dòng)物比較等方面[6-10]。

在西藏東南部包括雅魯藏布江中下游及其支流的高山峽谷地帶,分布著茂密的森林、灌叢、草甸，氣候類型復(fù)雜，造就了多種典型的植被類型及過渡類型[11]。本研究選擇西藏東南部高山櫟灌叢林牧交錯(cuò)地帶4種典型植被類型為對(duì)象，對(duì)其地表節(jié)肢動(dòng)物群落進(jìn)行調(diào)查，旨在探明西藏東南部典型植被類型的地表節(jié)肢動(dòng)物組成、群落多樣性以及功能群在不同植被類型間的變化趨勢(shì)，為生物多樣性保護(hù)和昆蟲生態(tài)學(xué)研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于青藏高原東南部西藏林芝市巴宜區(qū)章麥村，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。該區(qū)域位于北緯26°52′-30°40′，東經(jīng)92°09′-98°47′，平均海拔3 000 m，受印度洋暖濕季風(fēng)影響，冬春干燥，夏秋多雨。年降水量600～1 000 mm，年平均溫度8～10 ℃，≥0 ℃積溫為3 000～3 500 ℃，≥10 ℃的時(shí)間約180 d，為西藏降水量最充沛的地區(qū)之一，屬半濕潤(rùn)區(qū)與濕潤(rùn)區(qū)的過渡地帶[12-13]。研究區(qū)生物資源豐富，為農(nóng)牧林過渡地帶，是藏東南溫暖氣候區(qū)與半濕潤(rùn)氣候區(qū)的過度地帶，林區(qū)植被類型主要為川滇高山櫟(Quercusaquifolioides)灌叢、高山櫟灌叢林牧交錯(cuò)地帶(簡(jiǎn)稱林牧交錯(cuò)地帶，植物主要為禾本科羊茅(Festucaovina)、早熟禾(Poaannua))、天然草地(植物主要為白茅(Imperatacylindrica))和人工草地(植物主要為垂穗披堿草(Elymusnutans))。

1.2 節(jié)肢動(dòng)物樣本的采集與鑒定

于2018年5-9月對(duì)高山櫟灌叢、林牧交錯(cuò)地帶、天然草地、人工草地4種典型植被進(jìn)行調(diào)查。采用陷阱誘捕法采集地表節(jié)肢動(dòng)物。采用5點(diǎn)取樣法，每個(gè)樣點(diǎn)設(shè)置5個(gè)重復(fù)，每個(gè)樣方間隔5 m。在每個(gè)取樣點(diǎn)，將塑料杯(50 mL)埋入土壤，杯口與地面平齊，同時(shí)在杯中加入4%的福爾馬林液、5 mL甘油和幾滴洗衣粉溶液，增加誘捕的有效性。每次布置陷阱持續(xù)的時(shí)間為7 d，每3 d檢查杯中浸漬液以確保取樣的有效性；采集的樣品收集于指型管內(nèi)，帶回實(shí)驗(yàn)室用體積分?jǐn)?shù)75%酒精保存。參考《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》[14]、《昆蟲分類》[15]、《青藏高原蜘蛛》[16]，將樣品在尼康中級(jí)體視顯微鏡SMZ800+D5100下進(jìn)行分類鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

參考文獻(xiàn)[17],計(jì)算地表節(jié)肢動(dòng)物類群的相對(duì)多度、類群豐富度、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)。為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布，對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物的多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)進(jìn)行l(wèi)g(1+x)轉(zhuǎn)化。不同植被地表節(jié)肢動(dòng)物群落的相似性用Cody指數(shù)和S?rensen指數(shù)[18-19]反映，計(jì)算公式如下：

Bc=(a+b-2c)/2；Si=2c/(a+b)

式中：Bc為Cody指數(shù)；a、b為兩群落地表節(jié)肢動(dòng)物類群數(shù)，c為兩群落共有節(jié)肢動(dòng)物的類群數(shù)；Si為S?rensen 指數(shù)。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析采用SPSS 18.0和Excel軟件進(jìn)行，采用單因素方差分析(One-way ANOVA)和Tukey HSD進(jìn)行各處理間相關(guān)數(shù)據(jù)的多重分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 西藏東南部4種典型植被地表節(jié)肢動(dòng)物的特征分析

西藏東南部不同典型植被地表節(jié)肢動(dòng)物群落組成及類群相對(duì)多度見表1。

表1 西藏東南部4種典型植被地表節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)

由表1可以看出，5～9月共收集地表節(jié)肢動(dòng)物3 668頭，隸屬20目141科，其中優(yōu)勢(shì)種群為隱翅甲科、螞蟻科和棘跳科；常見類群為步甲科、跳甲科、蚤蠅科、管巢蛛科、狼櫛蛛科、狼蛛科、皿蛛科、擬平腹蛛科、逍遙蛛科、盜蛛科、生圓馬陸科、赤螨科、煙管螺科、跳蟲科；其余科為稀有類群。在目級(jí)水平上，優(yōu)勢(shì)類群為鞘翅目、膜翅目、蜘蛛目、彈尾目，其動(dòng)物數(shù)分別占總數(shù)的19.19%，16.44%，24.45%和20.56%；常見類群為雙翅目、真螨目、柄眼目、球馬陸目，其動(dòng)物數(shù)分別占總數(shù)的8.59%，4.58%，1.39%和1.31%；其余目為稀有類群。

西藏東南部典型植被群落之間地表節(jié)肢動(dòng)物群落組成和數(shù)量也有較大差異。天然草地的節(jié)肢動(dòng)物科類群數(shù)最多，為77科，動(dòng)物數(shù)占全部采集樣數(shù)的32.36%；其次是林牧交錯(cuò)地帶，地表節(jié)肢動(dòng)物有75科，動(dòng)物數(shù)占全部采集樣數(shù)的32.77%；高山櫟灌叢和人工草地的節(jié)肢動(dòng)物科數(shù)相對(duì)較少，分別為59和55科，動(dòng)物數(shù)分別占全部采集樣數(shù)的9.27%和25.60%；高山櫟灌叢采集到的節(jié)肢動(dòng)物數(shù)量最少，且不同類群間差異較大。

在高山櫟灌叢和林牧交錯(cuò)地帶均未出現(xiàn)的類群有步甲科、薪甲科、瓢蟲科等44科，占總科數(shù)的31.21%。天然草地和人工草地均未出現(xiàn)的類群有偽葉甲科、偽瓢甲科、蜣螂科等35科，占總科數(shù)的24.82%。在4種植被類型中均出現(xiàn)的科有石蜈科、盜蛛科、管巢蛛科、姬蜂科、蟻科、小金蠅科、蚤蠅科、花蠅科、禾蠅科、擬步甲科、象甲科、隱翅甲科等12科，占總科數(shù)的8.51%。

2.2 西藏東南部典型植被類型地表節(jié)肢動(dòng)物的多樣性分析

西藏東南部4種典型植被類型地表節(jié)肢動(dòng)物的多樣性指數(shù)見表2。由表2可以看出，從類群豐富度來看，天然草地>林牧交錯(cuò)地帶>高山櫟灌叢>人工草地，天然草地和林牧交錯(cuò)地帶類群豐富度相近，高山櫟灌叢和人工草地類群豐富度接近,前兩者顯著高于后兩者。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)天然草地最高，顯著高于其他植被類型；高山櫟灌叢最低，顯著低于其他植被類型。Pielou均勻度指數(shù)高山櫟灌叢最低，顯著低于其他植被類型；天然草地最高，顯著高于其他植被類型。Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)高山櫟灌叢最高；林牧交錯(cuò)地帶最低，顯著低于其他植被類型。

表2 西藏東南部4種典型植被類型地表節(jié)肢動(dòng)物的多樣性指數(shù)

2.3 西藏東南部典型植被地表節(jié)肢動(dòng)物群落的相似性分析

由表3可以看出，西藏東南部典型植被類型對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物S?rensen相似性指數(shù)有影響。高山櫟灌叢與林牧交錯(cuò)地帶間S?rensen指數(shù)最高，高山櫟灌叢與人工草地和人工草地與林牧交錯(cuò)地帶間S?rensen相似性指數(shù)接近，高山櫟灌叢與林牧交錯(cuò)地帶和人工草地與天然草地間S?rensen相似性指數(shù)接近，結(jié)果說明地表節(jié)肢動(dòng)物群落相似性隨植被類型的變化而變化，其類群組成的替代速率因植被群落的不同而不同。

表3 西藏東南部4種典型植被類型地表節(jié)肢動(dòng)物相似性指數(shù)

高山櫟灌叢與天然草地之間Cody指數(shù)最高，其次是林牧交錯(cuò)地帶與天然草地；高山櫟灌叢與林牧交錯(cuò)地帶、人工草地與天然草地Cody指數(shù)最小，均為28。結(jié)果說明，林牧交錯(cuò)地帶是高山櫟灌叢與天然草地的過渡地帶，天然草地是林牧交錯(cuò)地帶與和人工草地之間的過渡地帶，但在演替過程中具有連續(xù)性。

3 討 論

不同植被類型地表節(jié)肢動(dòng)物類群、數(shù)量及其相對(duì)多度的明顯差異，與植被群落下土壤理化特性、環(huán)境變化及干擾程度有極其密切的關(guān)系[20-21]。本研究結(jié)果表明，西藏東南部4種典型植被類型地表節(jié)肢動(dòng)物類群數(shù)不同，多樣性差異顯著，說明不同植被對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物的物種豐富度、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度和多樣性指數(shù)均有影響，其中對(duì)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的影響最大[22]。土壤水分變化也會(huì)影響地表節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)量和類群數(shù)，灌叢與草地對(duì)降水截流程度不同，同樣會(huì)影響地表節(jié)肢動(dòng)物物種豐富度和多樣性指數(shù)[19,23-25]。研究區(qū)為西藏東南部灌叢、林牧交錯(cuò)地帶及試驗(yàn)用人工草地，家畜和人為活動(dòng)較為頻繁、干擾較大，這對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)量和類群特征也有影響[8,26]。

本研究發(fā)現(xiàn)，S?rensen指數(shù)最高值與最低值分別出現(xiàn)在高山櫟灌叢與林牧交錯(cuò)地帶和高山櫟灌叢與人工草地之間，表明在同一區(qū)域內(nèi)，地表節(jié)肢動(dòng)物類群構(gòu)成因植被類型的不同而異，但在不同植被間具有連續(xù)性。