张淑花 张雪萍

(绥化学院，绥化，152061)(哈尔滨师范大学)

退化生态系统的恢复包括其中各组分的演替变化，土壤动物作为森林生态系统的重要组分，也会对其恢复产生响应［1］。近年来，由于自然或人为因素造成的生态系统退化加剧，土壤动物在退化或恢复生态系统中的演化也开始受到重视，如矿区恢复生态系统中土壤动物的研究［2－4］，退化红壤恢复过程中土壤动物群落特征的研究［5］，退化草地恢复过程中土壤动物研究［6］。对退化生态系统在恢复与重建过程中土壤动物群落的研究，目的在于探讨生态系统演化过程和土壤动物群落变化的关系，以期能够为生态系统恢复与重建提供理论支持。

目前对于退化生态系统恢复过程中土壤动物的研究多集中于群落结构方面，在对功能类群方面的研究较少。本文在已有的群落结构研究的基础上［7］，对大兴安岭森林火烧迹地土壤动物功能类群进行了分析，以期为进一步研究退化生态系统中物质循环和能量流动提供一定的依据。

1 研究地区概况与研究方法

研究区(123°13'～125°48'E，52°09'～53°23'N)位于黑龙江省北部塔河县境内，大兴安岭北缘伊勒呼里山北坡，属寒温带大陆性季风气候，冬季漫长寒冷，夏季短暂温热，年平均气温－5℃，年平均降水量428 mm，年无霜期80～100 d。地带性土壤为棕色针叶林土，森林覆盖率为76.69%，乔木主要有兴安落叶松(Larix gmelini)、白桦(Betula platyphylla)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)、山杨(Populus davidiana)等10余种。

在研究区内选取5个不同年份原自然植被基本一致的火烧迹地，由于一些火烧迹地面积较大，很难在附近找到与其对照的样地，故我们在调查区域内选取了一块与火烧迹地原始立地条件基本相似，但没有受到火烧影响的样地作为对比样地。样地分别是:A为火烧后恢复1 a的迹地，地点在塔峰16支线处;B为5 a迹地，地点在绣峰林场;C为6 a迹地，地点在瓦拉干林场;D为8 a迹地，地点在马林林场，是在1987年轻度火烧的基础上再次过火;E为13 a迹地，地点在塔林和秀峰交界处;F为16 a迹地，地点在马林林场;G为对比样地，地点在塔河县微波站。各样地主要生境情况见表1。

在不同恢复年份的火烧迹地上选取有代表性的样地，每块样地中随机取样方4处，取样面积为50 cm×50 cm，分3层取样，即凋落物层、0～5 cm和5～10 cm，共计取样84个，手捡法分离大型土壤动物，并立即用质量分数为75%的酒精将其杀死。分类鉴定主要参考尹文英编著的《中国土壤动物检索图鉴》［8］，用分析天平测取大型土壤动物的生物量(湿质量)及研究地点凋落物干质量。同时在每个样地0～10 cm深度取土壤分析样品1 kg，带回实验室进行理化性质分析。

2 结果与分析

2.1 火烧迹地不同功能类群土壤动物个体数量与生物量

对大兴安岭森林火烧迹地土壤动物功能类群进行了调查(表2)。由表2可知:腐食性、植食性、捕食性3个功能类群的个体数量分别占86.31%、3.98%、9.71%，生物量分别占88.10%、6.18%、5.72%。在不同年份的火烧迹地中，除1a火烧迹地的腐食性动物个体数量所占的比例(27.27%)较小外，其它样地大型土壤动物个体数量均是腐食性动物占绝对优势，其中8 a迹地腐食性动物所占的比例最大，为90.87%;植食性动物个体数所占比例较小，各火烧迹地中除13 a迹地其所占的比例为19.09%外，其它样地所占的比例均小于5%，这主要是因为13 a迹地蚂蚁的数量较多所致;捕食性动物中，1 a迹地的个体数量所占比例最大，为68.18%，其它样地捕食性动物所占比例均在12%以下，这主要是因为捕食性动物的活动性能较强，在火烧过后能够较快地进入迹地，随着火烧迹地植被的逐渐恢复，捕食性动物的个体数量虽然增加，但相对于腐食性动物来说，其数量已经不具有优势地位。

表1 火烧迹地的主要生境条件

由各功能类群大型土壤动物的生物量分析可以看出，在各样地中腐食性动物生物量均占有绝对优势，比例最高的是5 a迹地，所占比例是91.75%，最低为6 a迹地，为83.25%。这主要是因为腐食性动物中包括数量庞大的线蚓及个体较大的蚯蚓所致。植食性和捕食性动物生物量所占的比例在各个样地均较小，几乎都在10%以下。

表2 火烧迹地大型土壤动物不同功能类型的个体数量及生物量

2.2 火烧迹地不同功能类群土壤动物的结构

2.2.1 不同功能类群土壤动物水平结构

研究土壤动物各功能类群的水平结构，一方面是比较各功能类群在各群落之间分布的不均匀性，另一方面是比较各功能类群之间的比例关系，由此揭示环境之间的差异性与共同性，探讨土壤动物各功能类群的分布与环境因素之间的关系［9］。

由各个样地土壤动物各功能类群的个体数量及生物量可以看出，土壤动物各功能类群的个体数量和生物量的分布很不均匀，其个体数量和生物量的大小与环境因素间存在一定的联系，环境条件越优越，其个体数量和生物量越大。

2.2.2 不同功能类群土壤动物垂直结构

对火烧迹地土壤动物各功能类群垂直结构的研究是以大型土壤动物各功能类群的垂直分布为依据的。由表3可见，不同火烧迹地土壤动物个体数的垂直分布表现为0～5 cm层＞凋落物层＞5～10 cm层，各层分别占70.19%、15.49%、14.32%;腐食性动物个体数的垂直分布除13 a迹地和对比样地外，均表现为0～5 cm层＞5～10 cm层＞凋落物层，各层分别占75.73%、14.32%、9.94%;植食性动物和捕食性动物的垂直分布，除个别样地外，均表现为自表层向下逐渐减少，其中1 a迹地枯枝落叶层没有动物，原因在于地表处于烧焦状态，几乎没有枯枝落叶存在。

表3 火烧迹地不同功能类群大型土壤动物的垂直分布

3 结论与讨论

大兴安岭森林火烧迹地土壤动物可以分为腐食性动物、植食性动物、捕食性动物3个生态功能类群，不论是个体数量还是生物量，均是腐食性动物所占比例最大，而植食性和捕食性动物所占比例很小，这与大兴安岭地区整体土壤动物功能类群的特征是相一致的［10］。

各功能类群土壤动物个体数量在1 a迹地都是最少的，5 a及以上恢复年份的火烧迹地各功能类群土壤动物个体数量较大，与对比样地差异不大，其数量变化与恢复年份之间无明显相关性;各功能类群土壤动物生物量在不同恢复年份的变化与个体数量具有一致的特征。各功能类群土壤动物的个体数量和生物量所占的比例相差很大。1 a迹地中捕食性动物个体数量所占比例为68.18%，其中以蜈蚣和蜘蛛类较多，其它样地中腐食性动物数量占优势，其所占的比例与火烧后恢复年份之间没有相关性。这说明火烧过后土壤中的捕食性动物恢复较快，而腐食性动物恢复速度相对较慢;随着恢复时间的增长，腐食性动物所占比例变化不大。生物量在各个样地均表现出腐食性动物占绝对优势，这主要是因为腐食性动物中包括数量庞大的线蚓以及个体较大的蚯蚓。火烧迹地腐食性土壤动物数量在垂直方向上除个别样地外均表现为0～5 cm层＞5～10 cm层＞凋落物层，植食性和捕食性动物数量的垂直分布，除个别样地外均表现为自表层向下逐渐减少。

对各功能类群土壤动物个体数量作相关分析，表明腐食性动物与植食性动物相关系数为－0.153 2，植食性与捕食性动物相关系数为－0.240 2，腐食性动物与捕食性动物相关系数为0.921 3;对各功能类群土壤动物生物量作相关分析，相关系数分别为0.9627、0.7212、0.7916，说明土壤动物个体数量除腐食性和捕食性动物之间具有明显正相关(P＜0.01)，其它类群个体数量之间的相关性不明显，而各功能类群生物量间存在显著的正相关(P＜0.05)。

火烧对不同功能类群土壤动物影响较大的是1 a迹地，这说明火烧刚过土壤动物数量及功能类群组成会发生较大变化。随着恢复年限增加，各功能类群动物演化的规律还有待于进一步研究。

土壤动物生态功能研究一直是土壤动物生态学研究的重要内容，根据它们的食性特征将其分为植食性、捕食性和腐食性等生态功能类群［11］，对生态系统中物质循环和能量流动的研究能够提供很大的方便。但实际上有些动物是兼备有几种食性，如线虫纲的动物中有些种类是植食性的，有些是腐食性的，有的则是捕食性的。因此，需要更加精确地划分土壤动物群落功能类群，并对土壤动物之间的营养关系进行深入研究。

［1］徐国良，周国逸，莫江明，等.鹤山丘陵退化生态系统植被恢复的土壤动物群落结构［J］.生态学报，2005，25(7):1670－1677.

［2］吴东辉，胡克.大型土壤动物在鞍山市大孤山铁矿废弃地生态环境恢复与重建中的指示作用［J］.吉林大学学报:地球科学版，2003，33(2):213－216.

［3］查书平，丁裕国，王宗英，等.铜陵市铜尾矿土壤动物群落生态研究［J］.生态环境，2004，13(2):167－169.

［4］崔艳，白中科，李晋川，等.露天煤矿不同恢复阶段大型土壤动物群落结构［J］.生态学杂志，2007，26(4):607－610.

［5］刘满强，胡锋，何小云，等.退化红壤不同植被恢复方式对蚯蚓种群的影响［J］.应用生态学报，2004，15(11):2152－2156.

［6］吴东辉，胡克，殷秀琴.松嫩草原中南部退化羊草草地生态恢复与重建中大型土壤动物群落生态特征［J］，草业学报，2004，13(5):121－126.

［7］张雪萍，张淑花，李景科.大兴安岭火烧迹地土壤动物生态地理分析［J］.地理研究，2006，25(3):327－334.

［8］尹文英.中国土壤动物检索图鉴［M］.北京:科学出版社，1998.

［9］李景科，陈鹏.土壤动物区系生态地理研究［M］.长春:东北师范大学出版社，1993.

［10］黄丽荣，张雪萍.大兴安岭北部森林生态系统土壤动物的功能类群及其生态分布［J］.土壤通报，2008，39(5):1017－1022.

［11］张雪萍，侯威岭，陈鹏.东北森林土壤动物同功能种团及其生态分布［J］.应用与环境生物学报，2001，7(4):370－374.