张小会，朱永恒，何志农

（1.安徽师范大学 国土资源与旅游学院，安徽 合肥 230000；2.安徽省自然灾害过程与防控研究中心，安徽 芜湖241000；3.滁州学院 教育科学学院，安徽 滁州 239000）

铜陵狮子山尾矿库土壤动物群落结构及季节变化

张小会1，朱永恒2，何志农3

（1.安徽师范大学 国土资源与旅游学院，安徽 合肥 230000；2.安徽省自然灾害过程与防控研究中心，安徽 芜湖241000；3.滁州学院 教育科学学院，安徽 滁州 239000）

2007－2008年，在铜陵狮子山尾矿库中心和边缘进行土壤动物调查，共捕得土壤动物564只，隶属4门5纲11目，其中优势类群为线虫类和蜱螨类。两大类样地土壤动物种类组成较为相似，在垂直分布上具有表聚性。对土壤动物群落进行多样性分析，得出结果，离尾矿库中心较远的样地各项指数均优于尾矿库的中心点样地；从季节动态来看，Margalef指数春季最高，夏秋缓慢降低，冬季最低。Shannon指数从春季开始缓慢增高，到秋季达到最大值，随后下降，总趋势为秋季＞夏季＞春季＞冬季。

尾矿库；土壤动物；群落结构；多样性；季节变化

土壤动物是土壤生态系统中不可分割的组成部分，它们在分解残体、土壤形成与发育、土壤结构和肥力保持以及促进和保护植物群落的次生演替和动植物物种多样性方面发挥着重要作用。在国际上，土壤动物研究始于1840年达尔文等对蚯蚓生物学的研究。我国虽然早已有一些关于个别土壤动物类群新种描述、区系调查、生活习性和生态分布等方面的研究，但真正系统地开展土壤动物学的研究开始于20世纪80年代。20多年来，诸多学者对我国土壤动物群落开展了调查研究，取得了丰硕的成果。推动了我国土壤动物群落生态学的蓬勃发展。然而，目前对废弃尾矿库的土壤动物的生态研究还是比较少，特别是对亚热带湿润地区的废弃尾矿库的研究更是比较薄弱。为此，笔者在进行铜陵生物多样性研究的同时，对狮子山尾矿库土壤动物多样性开展了初步调查与研究，以期为尾矿地的治理和生物群落的重建以及生物多样性的保护提供理论依据和基础资料。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究地区概况

铜陵市位于安徽省南部，长江中下游南岸，属皖南丘陵的一部分，面积约995km2，地处30°56′42″N，117°43′28″E。该市气候温和湿润，季节特点分明，雨量充沛且无霜期长，属亚热带湿润季风气候。年平均气温16℃，年平均降水量1400mm，年平均相对湿度77%，平均无霜期230d。全年平均太阳辐射总量为114.8千卡／平方厘米。土壤为黄棕壤，植被为亚热带常绿阔叶林与落叶阔叶混交林。调查区狮子山铜尾矿位于铜陵市东南部的朝山村，该尾矿场海拔较高，三面环山，一面筑坝，由尾矿砂排放堆积而成，坝高约100m，面积达20km2，停止排放时间约为15年，人为干涉较少，风蚀、水蚀较为严重。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置

以狮子山尾矿库的中心为基本样地；在尾矿库内，以此基本样地为准，向东100米选择另一个样地。这样总共两个样地，分别以1和2编号。相应的情况见表1。

表1 两大样地概况

1.2.2 采样和鉴定方法

自2007年冬－2008年秋选择春夏秋冬四个采样季节，以4，8，10和1月分别代表春、夏、秋、冬四季。每次采样选择两个样地，样点选择在相对比较平坦的地方。其中一个样地取大型土壤动物4个样，样方面积为30cmx30cmx20cm，共取16个样，用手拣法获取大型土壤动物；在另一个样地，中小型土壤动物以100cm3土壤容重器的土体为一个样，每个样地以5cm等距分4层取样，每层取4个土样，4个样地共取64个土样，带回实验室用干、湿漏斗分离法提取中小型土壤动物，最后进行土壤动物的室内分类鉴定和数量统计。分类鉴定主要参考《中国土壤动物检索图鉴》（尹文英，2000）和《中国亚热带土壤动物》（尹文英，1992）进行，土壤动物统一鉴定到目。

1.2.3 数据处理

在各类群数量优势度的划分上，把个体数占总捕获量的10%以上者为优势类群，把个体数占总捕获量的1% 到10%者为常见类群，把个体数占总捕获量的1%以下者为稀有类群（傅必谦等，2002）。土壤动物群落多样性主要采用以下几个指标进行计算（王立志等，2009）：

1）Margalef物种丰富度指数（E）：

E＝（S－1）／lgN式中，N为所有种的个体总数，S为样地中物种数。

2）Shannon指数（H）：

式中，Pi＝ni／N，ni为第i种的个体数。

3）Pielou均匀度指数（J）：4）Simpson优势度集中性指数（C）：

2 结果与分析

2.1 狮子山尾矿库土壤动物的群落组成

尾矿库土壤动物组成贫乏，数量少密度小，调查期间共获得大、中小型土壤动物564个，分季节进行统计，隶属于4门5纲11目（表2）。其中优势类群为线虫类和蜱螨类，蜱螨类和线虫类的比值（A／D值）接近于1。常见类群有弹尾类、膜翅类、双尾目、双翅类幼虫、蜘蛛类，其余为稀有类群。优势类群和常见类群共同构成了尾矿库土壤动物群落的主体。

表2 狮子山尾矿库土壤动物的群落组成

表3 两大样地土壤动物数量组成（只·m－2）

表4 两大样地土壤动物群落的多样性指数

2.2 两大样地土壤动物的群落组成特点及多样性

从表3和表4可以看出，2号样地各项指数均大于1号样地，类群数和个体数量也是2号样地大于1号样地。位于尾矿库中心的1号样地，Margalef指数、Shannon指数、Pielou均匀度指数都低于2号样地，虽然在此地也获得了不少的个体数量，说明了该地物种种类较少，且分布不均匀。从表3可以看出，该样地的优势类群主要为线虫目和蜱螨目，蜱螨类和线虫类的比值（A／D值）小于1，其他类群都比较稀少。位于中心点向东100m的2号样地，Margalef指数、Shannon指数、Pielou均匀度指数都呈现了较高的数值，除了线虫目和蜱螨目2个优势类群外，还有常见类群弹尾目、膜翅目、鞘翅目、鳞翅目和蜘蛛目，蜱螨类和线虫类的比值（A／D值）大于1。

2.3 两大样地土壤动物的垂直分布

从图1可以看出，尾矿库土壤动物类群和个体数的表聚性比一般土壤类型或其他农业生态类型更突出。通过这次调查统计得出，在1号样地，四季总共获得的土壤动物数量比2号样地少，并且表聚性比2号样地更加明显。1号样地A层（0至5cm）个体数占全捕量的90%，2号样地A层个体数占全捕量的80%。垂直向下都是急剧减少，1号样地在C层（10至15cm）和D层（15至20cm）几乎没有土壤动物存在，2号样地在C层和D层有少量的土壤动物分布，1号样地垂直向下土壤动物数量的递减率远大于2号样地。这种垂直分布规律与一般农田生态系统土壤动物的垂直分布基本相同，只不过垂直向下递减率比较大。在自然条件下，土壤表层有机物质比较多，有利于土壤动物的生存，随着土壤剖面深度的增加，腐殖质和有机物质减少，土壤理化性质逐渐变得不利于土壤动物的生存，土壤动物类群数和个体数逐渐减少。

图1 两大样地土壤动物垂直分布

2.4 狮子山尾矿库土壤动物群落的季节动态

从表5可以看出，狮子山尾矿库土壤动物的群落组成中，类群数和群落的个体数量都是秋季＞春季＞夏季＞冬季，秋季最多，分别是15类和222只，春季次之，冬季最少。Margalef丰富度指数春季最高，夏秋缓慢降低，冬天季最低。Shannon指数从春季开始缓慢增高，到秋季达到最大值，随后下降，总趋势为秋季＞夏季＞春季＞冬季。由此可以看出，这里夏秋气温较高、降水多，春季气温回升快。从表6的群落组成来看，四个季节的优势类群仍然是线虫目和蜱螨目，且线虫目的数量均多于蜱螨目。除了优势类群外，春季的常见类群有蜘蛛目、弹尾目和膜翅目；夏季的常见类群有蜘蛛目、弹尾目和半翅目；秋季的常见类群有蜘蛛目、弹尾目、膜翅目、双翅目和半翅目；冬季的常见类群有蜘蛛目、弹尾目、膜翅目、双翅目。

表5 不同季节土壤动物多样性指数

表6 不同季节土壤动物群落密度和组成（只·m－2）

2.5 狮子山尾矿库两大样地土壤动物的季节动态

综合样地和季节两种因素作图分析（表7），可以看出，在春季，从样地1向样地2，Margalef指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数整体呈上升趋势；夏季，从样地1向样地2，Margalef指数和Pielou均匀度指数上升，而Shannon指数下降；秋季和冬季情况相似，Margalef指数和Shannon指数上升，而Pielou均匀度指数下降。

表7 两大样地土壤动物群落在不同季节的多样性指数

2.6 两大样地土壤动物群落结构差异性和季节差异性分析

两大样地土壤动物群落结构具有相似性，不同季节土壤动物群落结构也具有相似性，但是通过以上的分析，也有一定的差异性。通过表1，对两个样地进行对比分析，1号样地位于尾矿库的中心，尾矿库是尾矿砂排放堆积而成，废弃堆积时间不长，大约为15年；此处植被虽然为荒草，但植被高度只有10cm，植被覆盖度为70%，土壤含水量比较低，为2.72%，土壤湿量为279g，有机质含量为9.37%。而2号样地，植被虽然和1号样地一样，也是荒草，但是植被高度为20cm，植被覆盖度为80%，土壤含水量比较高，为22.90%，土壤湿量为292g，有机质含量为14.95%。正是由于这些原因导致了1样地和2样地土壤动物群落结构和季节的差异性。

3 讨论与建议

3.1 土壤动物群落的季节动态

自然地理环境具有整体性，某一因子发生变化，会带动相关因素的变动。一年中土壤动物的数量和种类也会随气温和降水时间的变化而表现出明显的季节动态变化（孙儒泳，2001）。傅必谦等（1997）对百花山杨桦木林土壤动物群落的研究显示，土壤动物群落的个体数量以春季最高，冬季和秋季次之，夏季最低。而本研究的结果为尾矿库土壤动物群落组成中，类群数和群落的个体数量都是秋季＞春季＞夏季＞冬季。秋季温度下降但并不寒冷，多数土壤动物在夏季繁殖完成后，准备钻入土中越冬，所以秋季土壤动物多样性最多；其次是春季，可能与天气回暖小昆虫等开始活动有关；冬季的土壤动物群落在组成和数量上均低于其他季节。

3.2 进一步加大对季风区尾矿库的研究

我国自然环境复杂多样而且具有特殊性，我国的土壤动物研究主要集中在东北、亚热带地区和华南地区，还有很多特殊区域和生态系统没有涉足，其中尾矿库就是一个很好的例子，以后需要加大对季风区尾矿库土壤动物的研究，要继续深入下去，例如可以从不同的角度，把不同情况的尾矿库进行对比分析；可以探讨尾矿库自然演替过程中土壤动物的来源问题以及土壤动物侵入尾矿废弃地后的定居与群聚问题等。

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On the Soil Animal Community Structure and Seasonal Changes in Shizishan Tailings of Tongling City

Zhang Xiaohui1，Zhu Yongheng2

（1.College of Land Resources and Tourism，Anhui Normal University，Wuhu 241000，China；
2.the Research Center for Prevention and Control of Natural Disasters of Anhui Province，Wuhu 241000，China）

During 2007and 2008，the soil animal investigations was carried out in the center and edge of Shizishan tailings Tongling，where a total of 564soil animals have been caught including 37classes under 12mesh，whose dominant groups are nematodes，mites and ticks.Two types of species composition of soil samples are similar with a table in the vertical distribution of cohesion.Through the analysis on soil animal community diversity，the outcome of the tailings is from the center of the plot far better than the index of the center of the tailings plots；from the viewpoint of the seasonal dynamic，Margalef index is the highest in spring，summer and fall slowly decreased，the lowest in winter.Shannon index increases slowly from spring to autumn maximum，then decreases，with the general trend of the autumn＞summer＞spring＞ winter.

tailings；soil animals；community structure；diversity；seasonal changes

X174

A

1673-1794（2011）05-0050-04

张小会（1986－），男，硕士研究生，研究方向：土壤动物群落生态学。

国家自然科学基金项目（41001031）

2011-08-20