馬尾松純林開窗補(bǔ)植油樟對土壤動物群落特征的影響1)

黨香寧 楊禮通 李金金 劉光華 余柏均涂程偉 張亞 肖玖金

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，成都，611130)(彭州市國有林場)(四川農(nóng)業(yè)大學(xué))(四川省林業(yè)科學(xué)研究院)(四川農(nóng)業(yè)大學(xué))

馬尾松(Pinusmassoniana)作為南方廣泛種植的優(yōu)勢用材樹種，長期純林經(jīng)營會導(dǎo)致其生態(tài)穩(wěn)定性降低、資源保護(hù)壓力大等問題，因此，有必要對馬尾松人工林進(jìn)行改造。林窗作為森林生態(tài)系統(tǒng)常見的一種干擾，對生物多樣性起重要保護(hù)作用，對提高林業(yè)生產(chǎn)力，充分發(fā)揮森林生態(tài)功能具有重要的實(shí)踐意義[1]?？紤]林分綜合效益的發(fā)揮，在針葉純林中采伐形成林窗，再團(tuán)塊狀植入鄉(xiāng)土闊葉樹種，營造斑塊狀的針闊混交林，這種方式能夠有效改善林分結(jié)構(gòu)，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)，修復(fù)退化林分[2]。有研究表明，在馬尾松人工林下開窗后補(bǔ)植南方紅豆杉[3]，在桉樹林分內(nèi)開窗補(bǔ)植格木[4]，這些措施有效地提升了人工林的整體服務(wù)功能。

土壤動物作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在改善土壤理化性質(zhì)、促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著重要的作用[5]。土壤動物群落對環(huán)境變化敏感，林窗改造可能顯著影響土壤動物群落；有研究表明，林窗改造面積也會在一定程度上直接或間接地影響土壤養(yǎng)分含量、土壤動物群落特征及林下植物更新和光合作用等[6]。

為探索39年生馬尾松純林經(jīng)采伐形成的林窗補(bǔ)植油樟(Cinnamomumlongipaniculatum)形成油樟斑塊后，土壤動物群落特征，本研究以四川省高縣來復(fù)鎮(zhèn)毛巔坳林區(qū)經(jīng)營小班為研究樣地，2012年3月份在研究樣地馬尾松純林設(shè)置4個不同面積大小的林窗，在林窗中以2.5 m×2.5 m規(guī)格補(bǔ)植1年生的鄉(xiāng)土樹種油樟，9 a后形成4個不同面積油樟斑塊；于2020年7月份、12月份，分別在不同面積油樟斑塊中心和邊緣以“品”字形隨機(jī)設(shè)置3個50 cm×50 cm的樣方，按照不同土層深度應(yīng)用環(huán)刀法采集土樣，采用干漏斗法(Tullgren法)分離土壤動物，參照《中國土壤動物檢索圖鑒》、《中國亞熱帶土壤動物》鑒定土壤動物；2020年7月份在各樣地內(nèi)采用5點(diǎn)布點(diǎn)法設(shè)置5個10 m×10 m的樣方，調(diào)查各樣地灌木層和草本層植物種類、株數(shù)，計算植物多樣性；采用香農(nóng)-維納(Shannon-Wiener)多樣性指數(shù)、皮洛(Pielou)均勻度指數(shù)、辛普森(Simpson)優(yōu)勢度指數(shù)、瑪格列夫(Margalef)豐富度指數(shù)及土壤動物類群數(shù)量等級等相關(guān)指標(biāo)，分析油樟斑塊中心和邊緣土壤動物群落結(jié)構(gòu)特征。旨在為探索林窗內(nèi)斑塊改造對人工林群落結(jié)構(gòu)的作用、促進(jìn)馬尾松人工林可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究樣地位于四川省高縣來復(fù)鎮(zhèn)毛巔坳林區(qū)經(jīng)營小班(104°21′37″～104°34′22″E，28°35′45″～28°36′19″N)，地處四川盆地南緣，縣境內(nèi)西北部。海拔400～450 m，雨熱同期，土壤以黃壤為主，土層厚度約50 cm，林下灌草覆蓋率40%～70%。馬尾松人工林林下主要灌木有鐵仔(Myrsineafricana)、肖梵天花(Urenalobata)、展毛野牡丹(Melastomanormale)、枹櫟(Quercusserrata)等；主要草本為苦買菜(Ixerispolycephala)、芒萁(Dicranopterisdichotoma)、麥冬(Ophiopogonjaponicus)、爵床(Rostellulariaprocumbens)等。

2 研究方法

樣地設(shè)置：本研究樣地為課題組于2011年在39年生馬尾松(Pinusmassoniana)純林內(nèi)設(shè)計的4個不同面積梯度的林窗；為避免造成干擾，各林窗林緣間距不小于10 m，且各林窗地形地貌、海拔、母巖、坡度、坡向等相同或相近(見表1)。2012年3月份在林窗中以2.5 m×2.5 m規(guī)格種植1年生的鄉(xiāng)土樹種油樟(Cinnamomumlongipaniculatum)，經(jīng)過近9 a的生長，目前已形成與馬尾松鑲嵌的油樟斑塊。試驗(yàn)以馬尾松純林為對照，各面積油樟斑塊和對照組均設(shè)置重復(fù)樣地3個，共15個樣地(見圖1)。

土壤動物調(diào)查方法：于2020年7月份、12月份，分別在不同面積油樟斑塊中心和邊緣以“品”字形隨機(jī)設(shè)置3個50 cm×50 cm的樣方。按照不同土層深度(h)“凋落物層、0

土壤理化性質(zhì)測定：各指標(biāo)測定方法參照《土壤理化分析》[12]進(jìn)行。土壤pH，采用電位法測定；土壤含水量，采用烘干法測定；土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用鉬銻抗比色法測定；土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用高氯酸-硫酸法測定；土壤可溶性碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用振蕩法測定；土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，采用重鉻酸鉀氧化-容量法測定。

表1 樣地基本概況

植物多樣性調(diào)查：2020年7月份，在各樣地內(nèi)采用5點(diǎn)布點(diǎn)法設(shè)置5個50 cm×50 cm的樣方，分別記錄各樣地灌木層和草本層植物種類、株數(shù)，并對其植物多樣性進(jìn)行計算。

土壤動物群落多樣性分析方法：采用香農(nóng)-維納(Shannon-Wiener)多樣性指數(shù)、皮洛(Pielou)均勻度指數(shù)、辛普森(Simpson)優(yōu)勢度指數(shù)、瑪格列夫(Margalef)豐富度指數(shù)對土壤動物群落多樣性特征進(jìn)行分析[13]。香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)H′=-∑(PilnPi)；皮洛均勻度指數(shù)J=H′/lnS；辛普森優(yōu)勢度指數(shù)C=∑(ni/N)2；瑪格列夫豐富度指數(shù)D=(S-1)/lnN。式中的Pi=ni/N，ni為第i個類群的個體數(shù)；N為所有類群的個體總數(shù)；S為類群數(shù)。

土壤動物類群數(shù)量等級劃分方法：按照個體密度占總密度的比例(R)劃分，R≤1.0%的為稀有類群(+)，1.0%10.0%的為優(yōu)勢類群(+++)[14]。

數(shù)據(jù)的處理：采用Excel 2019和SPSS 22完成數(shù)據(jù)處理和分析。應(yīng)用差異顯著性檢驗(yàn)進(jìn)行單因素方差分析和非參數(shù)檢驗(yàn)[15]，采用冗余分析(RDA)進(jìn)行相關(guān)性分析，應(yīng)用聚類分析[16]進(jìn)行各樣地系統(tǒng)聚類。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤動物群落結(jié)構(gòu)特征

試驗(yàn)共采集到土壤動物16 296只，2門10綱22目114科。4種不同面積斑塊中心和邊緣土壤動物的平均密度和類群數(shù)，與馬尾松純林(對照)樣地相比均有增加。各樣地土壤動物平均密度，由大到小依次為30 m×30 m斑塊邊緣、30 m×30 m斑塊中心、40 m×40 m斑塊邊緣、10 m×10 m斑塊邊緣、40 m×40 m斑塊中心、10 m×10 m斑塊中心、20 m×20 m斑塊邊緣、20 m×20 m斑塊中心、馬尾松純林(對照)樣地；土壤動物類群數(shù)，以30 m×30 m斑塊邊緣最多(80類)，馬尾松純林(對照)樣地最少(51類)。優(yōu)勢類群為懶甲螨科和等節(jié)蟲兆科，其占總密度的比例(R)分別為22.82%、16.26%。常見類群共16科，除棘蟲兆科、長角蟲兆科、蟻科外，均為螨類，其中麗甲螨科占總密度的比例(R)最高(為8.20%)。其余96個類群為稀有類群，其中爪蟲兆科、象甲科、草螱科等16個類群僅在個別樣地中有分布。吸螨科、寄螨科、球角蟲兆科、長角毛蚊科4個類群，僅在馬尾松純林(對照)樣地中未見分布，在其余樣地中均有分布?？梢?，油樟斑塊改變了土壤動物群落的組成結(jié)構(gòu)。

3.2 土壤動物群落水平分布特征

由表2可見：30 m×30 m斑塊的土壤動物平均密度、類群數(shù)均為最高，且30 m×30 m斑塊邊緣增幅高于斑塊中心。在所有改造林窗中，斑塊邊緣的土壤動物平均密度均高于斑塊中心；20 m×20 m斑塊中心土壤動物平均密度最小(4 650只/m2)，顯著低于馬尾松純林(對照)樣地、30 m×30 m斑塊中心、30 m×30 m斑塊邊緣的土壤動物平均密度(P<0.05)；20 m×20 m斑塊邊緣的土壤動物類群數(shù)(66類)最少。差異顯著性分析結(jié)果顯示：各樣地間土壤動物的個體平均密度差異顯著(F=2.063，P=0.043)，其中30 m×30 m斑塊邊緣、30 m×30 m斑塊中心、40 m×40 m斑塊邊緣的土壤動物個體平均密度，均顯著高于馬尾松純林(對照)樣地的土壤動物個體平均密度(P<0.05)；各樣地土壤動物類群數(shù)差異不顯著(F=1.304，P=0.245)，各樣地處于50～80類之間。

表2 不同斑塊樣地土壤動物平均密度及類群數(shù)量的水平分布

3.3 土壤動物群落垂直分布特征

由表3、表4可見：各樣地的土壤動物均主要生活在中上層土壤，0

表3 不同斑塊樣地土壤動物平均密度的垂直分布

土層(h)/cm各樣地土壤動物平均密度/只·m-230m×30m斑塊斑塊中心斑塊邊緣40m×40m斑塊斑塊中心斑塊邊緣凋落物層(5622.22±1081.68)bc(8050.00±1399.54)ab(5755.56±1072.99)bc(7083.33±1095.27)abc0

3.4 土壤動物功能類群特征

將試驗(yàn)捕獲的土壤動物，參照張雪萍等[17]方法劃分，本次采集到的土壤動物可劃分為：植食性、腐食性、雜食性、捕食性。各樣地內(nèi)(見表5)，腐食性土壤動物平均密度和類群數(shù)比例最高，平均密度占總密度比例為63.58%～82.81%，類群數(shù)占總類群數(shù)比例為48.61%～51.28%。腐食性土壤動物平均密度，在20 m×20 m斑塊邊緣樣地最少，在馬尾松純林(對照)樣地最多；腐食性土壤動物類群數(shù)在30 m×30 m斑塊中心樣地最多。土壤動物功能群總體平均密度，由大到小依次為腐食性、雜食性、植食性、捕食性。雜食性土壤動物對環(huán)境要求不高易于生存[18]，則比植食性、捕食性平均密度比例大。土壤動物功能群總體類群數(shù)比例，由大到小依次為腐食性、植食性、雜食性、捕食性；腐食性、雜食性土壤動物類群數(shù)比例，油樟斑塊邊緣的比例低于斑塊中心的比例。捕食性土壤動物類群和平均密度比例，隨斑塊面積增大先增大而后降低。

表5 不同斑塊樣地土壤動物平均密度比例及類群數(shù)量比例

3.5 土壤動物群落多樣性特征

由表6可見：土壤動物群落多樣性指數(shù)(H′)，30 m×30 m斑塊中心樣地土壤動物群落多樣性指數(shù)最高，馬尾松純林(對照)樣地土壤動物群落多樣性指數(shù)最低；除20 m×20 m斑塊邊緣樣地外，其余樣地土壤動物群落多樣性指數(shù)均與馬尾松純林(對照)樣地土壤動物群落多樣性指數(shù)差異顯著(P<0.05)；各斑塊中心樣地土壤動物群落多樣性指數(shù)，均高于各斑塊邊緣樣地土壤動物群落多樣性指數(shù)。土壤動物群落均勻度指數(shù)(J)，30 m×30 m斑塊中心樣地土壤動物群落均勻度指數(shù)最大，40 m×40 m斑塊中心樣地、馬尾松純林(對照)樣地的土壤動物群落均勻度指數(shù)最低；各改造林窗樣地土壤動物群落均勻度指數(shù)，均與馬尾松純林(對照)樣地的土壤動物群落均勻度指數(shù)差異顯著(P<0.05)。土壤動物群落優(yōu)勢度指數(shù)(C)，馬尾松純林(對照)樣地的土壤動物群落優(yōu)勢度指數(shù)最高，30 m×30 m斑塊中心樣地的土壤動物群落優(yōu)勢度指數(shù)最低。土壤動物群落豐富度指數(shù)(D)，30 m×30 m斑塊樣地因土壤動物平均密度、類群數(shù)都較高，因此豐富度指數(shù)相應(yīng)較高；且30 m×30 m斑塊邊緣樣地土壤動物群落豐富度指數(shù)，與馬尾松純林(對照)樣地、10 m×10 m斑塊(中心和邊緣)樣地、20 m×20 m斑塊(中心和邊緣)樣地土壤動物群落豐富度指數(shù)差異顯著(P<0.05)。統(tǒng)計分析結(jié)果表明：各樣地間土壤動物群落，多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)差異極顯著(F=2.834，P=0.006；F=2.855，P=0.006；F=2.620，P=0.010)，豐富度指數(shù)差異顯著(F=2.263，P=0.026)。

表6 不同樣地土壤動物群落多樣性(n=9)

3.6 土壤動物群落聚類分析

利用土壤動物群落平均密度、類群數(shù)、多樣性指數(shù)對各試驗(yàn)樣地土壤動物群落進(jìn)行聚類分析(見圖2)。由圖2可見：當(dāng)研究樣地土壤動物群落聚為2類時，第1類為30 m×30 m斑塊樣地(中心和邊緣)、40 m×40 m斑塊邊緣樣地土壤動物群落，第2類為馬尾松純林(對照)樣地、40 m×40 m斑塊中心樣地、10 m×10 m斑塊樣地(中心和邊緣)、20 m×20 m斑塊樣地(中心和邊緣)土壤動物群落。聚為3類時，馬尾松純林(對照)樣地、20 m×20 m斑塊中心樣地土壤動物群落，聚在0～5范圍內(nèi)；20 m×20 m斑塊邊緣樣地、10 m×10 m斑塊中心樣地、40 m×40 m斑塊中心樣地、10 m×10 m斑塊邊緣樣地土壤動物群落，聚在5～10范圍內(nèi)；30 m×30 m斑塊邊緣樣地、30 m×30 m斑塊中心樣地、40 m×40 m斑塊邊緣樣地土壤動物群落同樣在5～10范圍內(nèi)形成聚類組，但所在位置不同，30 m×30 m斑塊與10 m×10 m斑塊的距離最遠(yuǎn)，在20～25范圍內(nèi)。根據(jù)各樣地土壤動物群落分布情況，將土壤動物群落所代表的樣地可分為：馬尾松純林(對照)樣地和20 m×20 m斑塊中心樣地聚為一類，10 m×10 m斑塊中心樣地、40 m×40 m斑塊中心樣地、10 m×10 m斑塊邊緣樣地、20 m×20 m斑塊邊緣樣地聚為一類，30 m×30 m斑塊中心樣地、30 m×30 m斑塊邊緣樣地、40 m×40 m斑塊邊緣樣地聚為一類。

3.7 植物、土壤動物、土壤理化性質(zhì)之間的相關(guān)性

3.7.1 植物多樣性與土壤動物多樣性的相關(guān)性

對各樣地植被調(diào)查結(jié)果表明：馬尾松純林(對照)樣地的植物有24科31屬；10 m×10 m斑塊樣地的植物有26科33屬；20 m×20 m斑塊樣地的植物有34科47屬；30 m×30 m斑塊樣地的植物有30科36屬；40 m×40 m斑塊樣地的植物有21科26屬。將不同面積油樟斑塊內(nèi)土壤動物多樣性與林下灌木層、草本層多樣性各指標(biāo)進(jìn)行冗余分析(RDA)排序。由圖3可見，灌木層多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、豐富度指數(shù)和草本層均勻度指數(shù)均，與土壤動物群落多樣性呈顯著相關(guān)。其中，灌木層多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)，與土壤動物豐富度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；草本層均勻度指數(shù)，與土壤動物優(yōu)勢度指數(shù)呈正相關(guān)，與土壤動物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。第一排序軸主要反映土壤動物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)，受草本層均勻度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)、豐富度指數(shù)的影響程度；第二排序軸則主要反映土壤動物豐富度指數(shù)與灌木層均勻度指數(shù)的相關(guān)程度。前兩個排序軸對土壤動物各指標(biāo)的累計貢獻(xiàn)率達(dá)77.92%，表明兩個排序軸可以在一定程度上反映土壤動物群落多樣性與植物多樣性的關(guān)系。

3.7.2 土壤理化性質(zhì)與土壤動物群落的相關(guān)性

將各研究樣地的有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、土壤pH、土壤含水量進(jìn)行測定分析，結(jié)果表明：有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、土壤含水量、土壤溫度，均在30 m×30 m斑塊邊緣樣地最高；土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30 m×30 m斑塊中心樣地最高；各樣地中，馬尾松純林(對照)樣地的土壤pH、土壤含水量、土壤溫度最低，土壤pH在3.293～4.048之間，為極強(qiáng)酸性土壤。

將不同面積油樟斑塊中心和邊緣樣地的土壤動物群落，與土壤理化性質(zhì)因子進(jìn)行冗余分析(RDA)排序(見圖4)。

由圖4可見：土壤pH、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，均與土壤動物群落特征呈顯著相關(guān)。土壤含水量、有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可溶性碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，與土壤動物平均密度、類群數(shù)、豐富度指數(shù)呈正相關(guān)；土壤pH、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，與土壤動物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)呈正相關(guān)。土壤含水量與土壤動物平均密度呈顯著正相關(guān)；土壤pH與土壤動物平均密度呈顯著負(fù)相關(guān)；土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，與土壤動物多樣性指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與土壤群落動物優(yōu)勢度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；土壤可溶性碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與土壤動物豐富度指數(shù)呈極顯著正相關(guān)。第一排序軸主要反映土壤動物平均密度、類群數(shù)、均勻度指數(shù)，受土壤含水量、有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響程度，第二排序軸則主要反映土壤動物多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)，與可溶性碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)程度。前兩個排序軸對土壤動物各指標(biāo)的累計貢獻(xiàn)率達(dá)55.19%，表明兩個排序軸可以在一定程度上反映土壤動物群落結(jié)構(gòu)與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系。

4 討論

4.1 不同油樟斑塊大小對土壤動物群落的影響

馬尾松純林開窗補(bǔ)植油樟后，各改造樣地內(nèi)土壤動物密度和類群數(shù)皆呈上升趨勢，得益于油樟為闊葉喬木，增加了土壤酶活性及植被覆蓋率，促進(jìn)土壤動物生存繁衍。不同面積斑塊凋落物層土壤動物類群豐富度均高于土層，是由于凋落物層腐殖質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量大，能給各種體型各種功能食性的土壤動物提供充足的食物源。但0

不同食性的土壤動物對不同面積斑塊的生境條件敏感度各不相同，則土壤動物在各斑塊分布種類和數(shù)量不同，影響土壤動物功能群結(jié)構(gòu)。各斑塊樣地內(nèi)，腐食性土壤動物平均密度和類群數(shù)比例最高，因原始土壤動物類群取食落葉殘體，腐殖質(zhì)充盈以致腐食性土壤動物占據(jù)絕對性優(yōu)勢地位。馬尾松純林(對照)樣地腐食性類群及數(shù)量最多，隨斑塊改造后相應(yīng)減少；斑塊內(nèi)灌草茂盛，土壤動物食物源增多，雜食性土壤動物因取食多樣能較快適應(yīng)新的環(huán)境，從而雜食性平均密度所占比例隨改造面積增大而增多，同時降低了腐食性平均密度比例。腐食性土壤動物功能類群在森林土壤生態(tài)系統(tǒng)中占主要部分。多樣性相關(guān)指數(shù)對于研究生態(tài)環(huán)境具有重要的意義[19]，本研究中，土壤動物的均勻度整體隨斑塊樣地面積增大而增大，多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)均在30 m×30 m斑塊樣地最高，優(yōu)勢度指數(shù)在30 m×30 m斑塊樣地最低，說明在30 m×30 m斑塊樣地土壤生態(tài)系統(tǒng)中，有更長的食物鏈，種群密度波動小，群落組織更穩(wěn)定、更成熟。適度的有規(guī)律的人為干擾，可在一定程度上增加土壤動物類群數(shù)，降低優(yōu)勢集中度。

斑塊面積不同而導(dǎo)致微環(huán)境不同，對土壤性能的影響不同[20]。系統(tǒng)聚類結(jié)果表明，可將各樣地大體分為：馬尾松純林(對照)樣地和20 m×20 m斑塊中心樣地聚為一類，10 m×10 m斑塊中心樣地、40 m×40 m斑塊中心樣地、10 m×10 m斑塊邊緣樣地、20 m×20 m斑塊邊緣樣地聚為一類，30 m×30 m斑塊中心樣地、30 m×30 m斑塊邊緣樣地、40 m×40 m斑塊邊緣樣地聚為一類。30 m×30 m斑塊中心樣地、30 m×30 m斑塊邊緣樣地、40 m×40 m斑塊邊緣樣地，土壤動物群落平均密度、類群數(shù)、多樣性指數(shù)均較高，利于維持土壤動物多樣性；但40 m×40 m斑塊邊緣樣地的土壤動物均勻度指數(shù)偏低，更多體現(xiàn)在凋落物層上，40 m×40 m斑塊邊緣樣地屬于偏大面積林窗的邊緣樣地；這一結(jié)果與已有研究的適宜林窗面積有差異[21]，可能是本研究林窗進(jìn)行了油樟斑塊改造，林分結(jié)構(gòu)有影響的原因，具體機(jī)制還需深入研究。

4.2 同一斑塊樣地內(nèi)不同位置土壤動物群落結(jié)構(gòu)的差異

油樟斑塊中心樣地與邊緣樣地相比，各斑塊邊緣樣地土壤動物平均密度和類群數(shù)均高于斑塊中心樣地的；由于油樟斑塊樣地和馬尾松純林樣地均為單一樹種，邊緣樣地采樣處于邊緣油樟樹種和馬尾松樹種之間，測定的邊緣樣地土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)和含水量等理化性質(zhì)效果較好，促使邊緣樣地土壤動物平均密度和類群數(shù)優(yōu)于斑塊中心樣地的，相應(yīng)面積較大的斑塊邊緣樣地土壤動物豐富度指數(shù)高于中心樣地的。但土壤動物群落多樣性指數(shù)則相反，斑塊中心樣地的高于邊緣樣地的，是因?yàn)榘邏K邊緣樣地馬尾松阻擋了部分光照和降水，致使邊緣樣地土壤溫度低于中心樣地，抑制了邊緣樣地土壤微生物活性，降低土壤中的各種酶活性和微生物生物量[22]，影響土壤動物群落多樣性。腐食性和雜食性土壤動物類群數(shù)，斑塊邊緣樣地的比例低于中心樣地的，因?yàn)檫@兩類土壤動物為主體性和適應(yīng)性較強(qiáng)的食性類群，則在單一油樟樹種內(nèi)比例高，邊緣樣地馬尾松和油樟混交帶土壤營養(yǎng)物質(zhì)豐富，增加了其他食性土壤動物類群比例。

4.3 土壤動物群落與環(huán)境因子的關(guān)系

已有研究表明，土壤動物與其所在的環(huán)境有著密切的關(guān)聯(lián)，環(huán)境因子有差異，土壤動物群落組成區(qū)別較大[23-25]。本研究對馬尾松人工林實(shí)施不同面積的斑塊改造，分析其對土壤中小型土壤動物的影響，本質(zhì)也是利用改變土壤動物的環(huán)境因素作用于土壤動物。經(jīng)過斑塊改造樣地的林下植被種類均較馬尾松純林(對照)樣地多。30 m×30 m的中型面積斑塊對于豐富林下植被有較大積極作用，在30 m×30 m斑塊樣地采集到的土壤動物多樣性指數(shù)也較大；，表明土壤動物多樣性與植物多樣性呈正相關(guān)。植物多樣性越大，水量需求、營養(yǎng)需求各不同，具有更明顯的土壤環(huán)境異質(zhì)性，生境的異質(zhì)性減少了土壤動物的中間競爭，提高了土壤動物的多樣性。從土壤理化特性看，馬尾松純林(對照)樣地為極強(qiáng)酸性土壤，林下土壤pH較斑塊樣地土壤pH小，主要原因是改造區(qū)林下植被的多樣性改善了土壤的pH，使得近自然改造區(qū)的土壤動物多樣性更為豐富。本研究表明，油樟斑塊中心和邊緣樣地土壤動物密度、類群數(shù)，與土壤含水量呈顯著正相關(guān)。

5 結(jié)論

本試驗(yàn)采集的土壤動物群落類群豐富，個體數(shù)量多。在馬尾松純林中開窗補(bǔ)植油樟的措施，對中小型干生土壤動物群落的組成結(jié)構(gòu)、空間分布、功能類群等特征均產(chǎn)生影響。30 m×30 m斑塊(中心和邊緣)、40 m×40 m斑塊邊緣，對土壤動物群落的平均密度、群落多樣性等促進(jìn)作用最大，30 m×30 m斑塊效果更優(yōu)，可將其作為該地馬尾松人工林改造的合適林窗面積。建議在實(shí)際經(jīng)營中，綜合考慮各項因素，選擇合適的林窗面積和補(bǔ)植樹種，達(dá)到近自然經(jīng)營最優(yōu)效果。