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茂兰喀斯特森林沼泽湿地土壤动物群落多样性分析

2018-11-06兰洪波冉景丞姚雾清姚正明王万海蒙惠理

安徽农学通报 2018年15期
关键词:群落

兰洪波 冉景丞 姚雾清 姚正明 王万海 蒙惠理

摘 要:2014年4—10月分别对茂兰喀斯特森林溶洞湿地进行土壤动物群落调查,共采集得3786只土壤动物,隶属3门11纲31类。结果表明:鞘翅目、真螨目、蜘蛛目、膜翅目为优势类群;常见类群有蜚蠊目、大蚓类、直翅目、小蚓类、等翅目、盲蛛目、直翅目、半翅目、寄螨目等15类;稀有类群有12个类群;2种沼泽湿地中,均匀性指数差异不大,群落相似性系数差异较小;湿地土壤动物功能群在数量比例关系为:腐食性>捕食性>植食性。

关键词:沼泽湿地;土壤动物;群落;茂兰喀斯特森林

中图分类号 S154.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2018)15-0064-03

Abstract:Soil animal in the marsh wetland in maolan karst forest was investigated in April and October 2014,The soil animal communitie were studied,were investigated and 3786 individuals were collected.They belong to 3 phyla,11 classes,and 31 orders.The results showed that the dominant group was Coleptera,Acariformes,Araneae and Hymenoptera; and the common group was Blattoptera,Megadrile oligochaete,Orthoptera,Microdrile oligochaetes,Isoptera,Opiliones,Orthoptera,Hemiptera and Parasiforme;Rare orders were Isopoda,Homoptera,Scolopendramorpha,Microcoryphia, Diptera(larvae),Thysanoptera and so on.Two kinds of marshes,The composition of groups,distribution of number of individual and diversity index of soil fauna were analyzed;uniformity index does not differ greatly;the community similarity coefficient little difference;Soil fauna functional groups can be divided into the saprophagous,the order of saprophagous>phytophagous>carnivorous according to the numbers of indiduals.

Key words:Marsh wetland;Soil animal;Community;Maolan karst forest

濕地是分布于陆生生态系统和水生生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统[1],为人类提供各种各样的资源,具有巨大的生态功能。土壤动物是土壤的重要组成部分,在结构和功能方面扮演着重要的角色,在改善土壤性质、调节分解、促进植物生长和脊椎动物的食物来源方面起着重大的作用。对湿地土壤动物的研究,我国主要集中在沼泽[2-5]、河流[6,7]、湖泊[8,9]、滨海[10]、人工湿地[11]等,为了弄清喀斯特森林湿地土壤动物群落的组成,2014年对茂兰喀斯特森林沼泽湿地土壤动物进行了初步调查,使土壤动物成为喀斯特湿地保护利用的科学依据和湿地健康评价的重要指标,同时,为生物多样性保护及森林可持续发展提供科学依据。

1 研究区域及研究方法

1.1 研究区概况 茂兰喀斯特森林位于贵州省荔波县南部,与广西木论国家级自然保护区毗邻,地理位置为E107°52′10〞~108°45′40〞,N25°09′20〞~25°20′50〞,面积212.85km2,森林覆盖率达87.3%,处于贵州高原向广西丘陵平原过渡的斜坡地带,地势西北高东南低。平均海拔在550~850m左右,年平均气温为15.3℃,年气温差18.3℃,全年降水量在1750~1950mm,年平均湿度83%左右,年日照平均为1272.8h左右;属于中亚热带季风湿润气候。区内土壤以黑色石灰土为主,持水量较低,地表水缺乏。土壤富钙和富盐基化,pH值为6.5~8.0。

1.2 研究方法 采用陷阱法,利用一次性塑料杯,埋在地下,杯口与地面齐平,在杯内放入少量酒精溶液,在样地内随机设置5个取样点,每个取样点埋20个塑料杯呈一字形排开,每隔1m一个,每月收集土壤动物1次;在埋杯时,见到土壤动物直接收集,用70%的酒精杀死固定,带回实验室分类鉴定。

1.3 土壤动物的鉴定 土壤动物分类主要采用青木淳一的大类别分类法[12],一般鉴定到目,参照《中国亚热带土壤动物》、《中国土壤动物检索图鉴》、《昆虫分类学》等工具书进行鉴定,同时统计个体数量,土壤动物中的昆虫成虫与幼虫的生态、生物功能不同,进行分别统计。

1.4 数据处理方法 土壤动物群落多样性分析采用Shannon-Wiener多样性指数,Pielou均匀度指数,Simpson优势度指数,Margalef丰富度指数,Jaccard相似性指数[13],数据统计分析软件用SPSS11.0完成。

2 结果与分析

2.1 种类及数量组成 此次共捕获土壤动物3786只,隶属3门11纲31类。土壤动物个体数最多的是膜翅目(蚁科)(20.84%)、真螨目(16.53%)、蜘蛛目(12.47%)、鞘翅目(11.73%)为优势类群;沼泽湿地土壤动物常见类群有15个类群,个体数占总个体数的32.87%;土壤动物稀有类群有12个类群,个体数占总个体数的5.56%(见表1)。可见,优势类群和常见类群个体数量占总捕量的94.44%,构成了茂兰喀斯特森林沼泽湿地土壤动物群落的主体,对群落特征起着决定性作用。稀有类群虽然只有很少的个体,但仍然是沼泽湿地土壤的碎裂主力,在物质循环过程中发挥着重要作用。

2.2 土壤动物群落结构 土壤动物的类群数、个体数、多样性、均匀性、优势度是反映土壤动物群落结构和功能异性性的重要指标[8]。多样性、均匀性与优势度都取决于群落数和各类群的个体数。多样性指数大,说明群落物种丰富,结构复杂,类群数量分布均匀。优势度反映群落优势度集中的程度,优势度指数越大,多样性与均匀性指数越低。

由表2可知,陇拥沼泽湿地土壤动物群里多样性和均匀性都比洞弓沼泽湿地略高,而土壤动物群落优势度则反之。由此可见,洞弓沼泽湿地土壤动物群落相对单一,个体数偏少,种类的分布均匀性较差,优势类群相对突出;而陇拥沼泽湿地土壤动物群落相对较复杂,类群数和个体数相对较多,分布均匀性趋于平衡。2个沼泽湿地土壤动物群落的差异不明显,群落相似性指数为(0.9032),反映了2个沼泽湿地土壤动物组成和结构比较相近。

2.3 土壤动物群落的功能分类 依据土壤动物的主要食性差异[14],土壤动物可分为腐食性、捕食性和植食性功能群。对茂兰喀斯特森林沼泽湿地土壤动物按功能群进行分类,腐食性功能群包括:大蚓类、小蚓类、中腹足目、柄眼目、真螨目、寄螨目、蚰蜓目、弹尾目、等足目、古蚖目、蚖目、双翅目幼虫、双尾目、石蛃目、蜚蠊目、革翅目,个体数量占总数量的40.96%;捕食性功能群包括:蜘蛛目、盲蛛目、蜈蚣目、地蜈蚣目、鞘翅目成虫、缨翅目,个体数量占总数量的29.62%;植食性功能群包括:等翅目、幺蚰目、鳞翅目幼虫、鞘翅目幼虫、膜翅目、直翅目、半翅目、马陆类、同翅目,个体数量占总数量的29.42%。可见,茂兰喀斯特森林湿地土壤动物以腐食性为主。沼泽湿地土壤动物功能类群间的比例关系,与兰洪波[15]对茂兰喀斯特森林湿地土壤动物群落多样性相似。

茂兰喀斯特森林沼泽湿地土壤动物数量呈季节变化,如图1所示。在4—9月,土壤动物功能类群数量表现:腐食性动物>捕食性动物>植食性动物;10月,土壤动物数量为:捕食性动物>腐食性动物>植食性动物。其中,在8月份,腐食性土壤动物数量最大,占个体总数的54.44%,主要以真螨目动物所占数量最多,占该月个体总数的22.62%。10月份,土壤动物的腐食性、捕食性和植食性土壤动物比例接近,分别为30.93%、31.44%和27.62%。

3 结论与讨论

(1)茂兰喀斯特森林沼泽湿地共获土壤动物3786头,隶属于3门11纲31類,其中优势类群4类,常见类群15类,稀有类群12类,种类组成较丰富。

(2)茂兰喀斯特森林沼泽湿地土壤动物的类群及数量,与沼泽湿地的土壤结构、植被有一定的关系。

(3)此次调查喀斯特森林沼泽湿地土壤动物的时间有限,未能系统调查,所调查数据不能完全代表喀斯特森林沼泽湿地土壤动物类群数,有待于今后进一步深入研究,以期补增土壤动物种的类群数。

(4)优势类群能否作为衡量茂兰喀斯特森林沼泽湿地土壤动物群落多样性的指标,还有待于进一步研究探讨。

参考文献

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[15]兰洪波,冉景丞,姚正明.茂兰喀斯特森林湿地土壤动物群落多样性初探[J].林业实用技术,2013,9:117-121.

(责编:王慧晴)

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