消落帶土壤動(dòng)物群落維持機(jī)制探索

摘要：為增進(jìn)對(duì)消落帶土壤動(dòng)物群落維持機(jī)制的了解，分別于2022年6月、7月、8月、10月在白夾溪典型消落帶進(jìn)行野外調(diào)查采樣，結(jié)果表明：消落帶土壤動(dòng)物群落在組建與維持過程中存在物種遷移和生態(tài)位分化兩種機(jī)制，這兩種機(jī)制的重要性與水位變化導(dǎo)致的生境連通度變化有關(guān)。由于目前的研究方法無法兼顧多度與豐富度，未來應(yīng)盡可能在方法上進(jìn)行完善，以更為精確地理解土壤動(dòng)物的群落組成與維持機(jī)制。

關(guān)鍵詞消落帶土壤動(dòng)物群落多樣性維持機(jī)制

ExplorationfortheMaintenanceMechanismofHydro-FluctuationBeltSoilFaunaCommunity

MAHua1LIChangqing1YUPinfeng1CHENJie1HETianyao1

WANGKehong1，2

1.ChongqingKeyLaboratoryofWaterEnvironmentEvolutionandPollutionPreventionandControlintheThreeGorgesReservoirArea，ChongqingThreeGorgesUniversity，Chongqing，404100China;2ChongqingFieldScienceObservationStationofEnvironmentandEcologyoftheThreeGorgesReservoirArea，ChongqingThreeGorgesUniversity，Chongqing，404100China

Abstract：Inordertoenhanceourunderstandingofthemaintenancemechanismsofsoilfaunacommunitiesinhydro-fluctuationbelt，thisstudyconductedfieldinvestigationsandsamplingin?;atypicalhydro-fluctuationbeltinBaijiaxiinJune，July，August，andOctober2022.Theresultsindicatethattherearetwomainmechanisms，dispersalandnicheprocesses，intheformationandmaintenanceofsoilfaunacommunitiesinhydro-fluctuationbelt，andtheimportanceofthesemechanismsisrelatedtochangesinhabitatconnectivitycausedbywaterlevelfluctuations.Ascurrentmethodscan'taccountforbothrichnessandabundance，furtherstudiesshouldrefinethemethodologicalscaletobetterunderstandthecommunitycompositionandmaintenancemechanismsofsoilfauna.

KeyWords：Hydro-fluctuationbelt;Soilfauna;Communitydiversity;Maintenancemechanism

消落帶作為一種介于水陸兩相之間的過渡生境，擁有較高的初級(jí)生產(chǎn)力和生物多樣性，生物群落較其他生境具有較高的特殊性，對(duì)環(huán)境變化極為敏感[1]。土壤動(dòng)物是消落帶生物群落中的重要組成部分，其數(shù)量龐大、種類繁多、功能多樣，對(duì)消落帶的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要影響[2]。隨著河流開發(fā)進(jìn)程的加快，消落帶生物多樣性受到嚴(yán)重威脅[3]。國內(nèi)外對(duì)消落帶生物群落的多樣性開展了大量研究，但主要工作集中于土壤動(dòng)物的區(qū)系組成、環(huán)境要素與分布格局等方面，對(duì)消落帶土壤動(dòng)物群落維持機(jī)制的了解仍不是很充分。目前，對(duì)生物群落維持機(jī)制的認(rèn)識(shí)主要包括環(huán)境因素相互作用、生活史策略適應(yīng)、生態(tài)位分化、物種遷移等四種主要假說[4]，前兩者已由大量消落帶生物多樣性的研究證實(shí)，但生態(tài)位分化與物種遷移兩種假說在消落帶生境的適用性由于統(tǒng)計(jì)方法的局限尚未得到討論。GIBERTC等人[5]提出的Per-SIMPER分析與VILMIA等人[6]提出的DNCI分析能有效識(shí)別生態(tài)位分化與物種遷移兩種機(jī)制的相對(duì)重要性，為群落維持機(jī)制作的進(jìn)一步研究提供了可能。本研究擬選取三峽庫區(qū)的典型消落帶，從消落帶土壤動(dòng)物群落的多樣性著手展開研究，增進(jìn)對(duì)消落帶土壤動(dòng)物群落維持機(jī)制的了解。

1研究方法

研究區(qū)域位于澎溪河支流白夾溪，三峽庫區(qū)蓄水后，白夾溪消落帶面積3.19km2，占三峽水庫消落帶面積的0.91%，地勢(shì)平緩，具有典型代表性。依據(jù)三峽庫區(qū)水位管理模式設(shè)置150m、160m、170m、180m4個(gè)高程，于2022年6月、7月、8月、10月采用陷阱法采集消落帶的大型土壤動(dòng)物。參考《中國土壤動(dòng)物檢索圖鑒》[7]和《昆蟲分類學(xué)（修訂版）》[8]等資料，在體視顯微鏡下將采集的土壤動(dòng)物樣品鑒定到科并計(jì)數(shù)。采用單因素方差分析檢驗(yàn)空間和時(shí)間尺度上消落帶土壤動(dòng)物分類群分布的差異顯著性，事后比較選用LSD法，顯著性水平取0.05。進(jìn)行Per-SIMPER和DNCI分析以評(píng)估物種擴(kuò)散機(jī)制和生態(tài)位分化機(jī)制的相對(duì)重要性?？紤]部分稀有類群的影響可能存在放大效應(yīng)，Per-SIMPER和DNCI分析過程中只納入優(yōu)勢(shì)類群或在所有樣方中出現(xiàn)頻率大于60%的類群。

2研究結(jié)果

本研究共采集到土壤動(dòng)物20503只，分屬17目95科。在全部調(diào)查到的95個(gè)類群中，鼠婦科為優(yōu)勢(shì)類群，占總數(shù)的37.43%。白家溪消落帶土壤動(dòng)物類型豐富，既包含步甲科、尺蝽科、蟻科等陸生類群，也包含少量水生或半水生的類群，如澤甲科、圓泥甲科、黽蝽科等。方差分析結(jié)果表明，除蟻科外的所有優(yōu)勢(shì)類群、常見類群的季節(jié)差異顯著（P<0.05），除狼蛛科、蟋蟀科和奇馬陸科外的所有優(yōu)勢(shì)類群、常見類群均在高程尺度上差異顯著（P<0.05）。Per-SIMPER分析結(jié)果（如表1所示）表明，不同季節(jié)、不同高程土壤動(dòng)物各類群對(duì)群落差異的貢獻(xiàn)度存在差異。組內(nèi)DNCI分析結(jié)果表明，落干期物種遷移機(jī)制對(duì)群落組建與維持過程的影響顯著強(qiáng)于淹水期，高地生境的物種遷移機(jī)制的影響顯著弱于低地生境（如圖1所示）。

3討論

白家溪消落帶土壤動(dòng)物類群豐富，以步甲等陸生類群為主，也包含少數(shù)水生或半水生類群，這說明消落帶生境具有明顯的邊緣效應(yīng)，生物多樣性較高[9-10]。在消落帶水位變化的影響下，土壤動(dòng)物群落具有周轉(zhuǎn)率高，物種組成復(fù)雜的特點(diǎn)。DNCI分析結(jié)果表明，不同季節(jié)間的物種擴(kuò)散存在差異，低地、高地生境之間存在頻繁的物種擴(kuò)散現(xiàn)象（如圖2所示）。Per-SIMPER分析結(jié)果（見表1）表明，不同的土壤動(dòng)物類群在消落帶的遷移在時(shí)間上不同步，這可能與不同類群的繁殖策略有關(guān)[11]。消落帶在水位變化的影響下具有顯著的微生境梯度，進(jìn)而形成了多樣的生態(tài)位，從而導(dǎo)致消落帶出現(xiàn)廣泛的多物種共存現(xiàn)象，使生態(tài)位分化機(jī)制具有顯著影響[12]。生態(tài)位分化機(jī)制影響在高程尺度上的差異可能與消落帶水位變化導(dǎo)致的生境島嶼化有關(guān)[13]。

4結(jié)論與展望

消落帶土壤動(dòng)物具有周轉(zhuǎn)率高，物種組成復(fù)雜的特點(diǎn)，并具有獨(dú)特的生活史策略以適應(yīng)水位變化的自然選擇壓力。消落帶土壤動(dòng)物群落在組建與維持過程中存在物種遷移和生態(tài)位分化兩種主要機(jī)制，兩種機(jī)制的重要性與水位變化導(dǎo)致的生境連通度變化有關(guān)。由于目前群落生態(tài)學(xué)中研究群落組成與維持機(jī)制的一些方法無法兼顧多度與豐富度，未來應(yīng)盡可能在方法上進(jìn)行完善，以更為精確地理解土壤動(dòng)物的群落組成與維持機(jī)制。

參考文獻(xiàn)

[1] HUANGY，ZENGQ，LUOC，etal.Responseofsoilfaunatotheshiftinariparianlandscapealonganurban-ruralhabitatgradient[J].InternationalJournalofEnvironmentalResearchandPublicHealth，2022，19（14）：8690.

[2] BATZERDP，WUH.Ecologyofterrestrialarthropodsinfreshwaterwetlands[J].AnnualReviewofEntomology，2020，65（1）：101-119.

[3] SUNDARS，HEINOJ，ROQUEFDO，etal.Conservationoffreshwatermacroinvertebratebiodiversityintropicalregions[J].AquaticConservation：MarineandFreshwaterEcosystems，2020，30（6）：1238-1250.

[4] SADLERJP，BATESAJ.Theecohydrologyofinvertebratesassociatedwithexposedriverinesediments[M].HydroecologyandEcohydrology.2008：37-56.

[5] GIBERTC，ESCARGUELG.PER-SIMPER—Anewtoolforinferringcommunityassemblyprocessesfromtaxonoccurrences[J].GlobalEcologyandBiogeography，2019，28（3）：374-385.

[6] VILMIA，&nbsp;GIBERTC，ESCARGUELG，etal.Dispersal–nichecontinuumindex：anewquantitativemetricforassessingtherelativeimportanceofdispersalversusnicheprocessesincommunityassembly[J].Ecography，2021，44（3）：370-379.

[7] 尹文英.中國土壤動(dòng)物檢索圖鑒[M].北京;科學(xué)出版社.1998

[8] 蔡邦華.昆蟲分類學(xué)[M].北京;化學(xué)工業(yè)出版社.2017

[9] SABOJL，SPONSELLERR，DIXONM，etal.Riparianzonesincreaseregionalspeciesrichnessbyharboringdifferent，notmore，species[J].Ecology，2005，86（1）：56-62.

[10] 王可洪，袁興中，張冠雄，等.河岸無脊椎動(dòng)物多樣性維持機(jī)制研究進(jìn)展[Z].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào).2020：1043-1054.

[11] AUBREEF，DAVIDP，JARNEP，etal.Howcommunityadaptationaffectsbiodiversity–ecosystemfunctioningrelationships[J].EcologyLetters，2020，23（8）：1263-1275.

[12] 儲(chǔ)誠進(jìn)，王酉石，劉宇，等.物種共存理論研究進(jìn)展[J].生物多樣性，2017，25（4）：345-354.

[13] TERBORGHJ，LOPEZL，NU?EZP，etal.EcologicalMeltdowninPredator-FreeForestFragments[J].Science，2001，294（5548）：1923-1926.