張小會(huì)，朱永恒，何志農(nóng)

（1.安徽師范大學(xué) 國(guó)土資源與旅游學(xué)院，安徽 合肥 230000；2.安徽省自然災(zāi)害過(guò)程與防控研究中心，安徽 蕪湖241000；3.滁州學(xué)院 教育科學(xué)學(xué)院，安徽 滁州 239000）

銅陵獅子山尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及季節(jié)變化

張小會(huì)1，朱永恒2，何志農(nóng)3

（1.安徽師范大學(xué) 國(guó)土資源與旅游學(xué)院，安徽 合肥 230000；2.安徽省自然災(zāi)害過(guò)程與防控研究中心，安徽 蕪湖241000；3.滁州學(xué)院 教育科學(xué)學(xué)院，安徽 滁州 239000）

2007－2008年，在銅陵獅子山尾礦庫(kù)中心和邊緣進(jìn)行土壤動(dòng)物調(diào)查，共捕得土壤動(dòng)物564只，隸屬4門5綱11目，其中優(yōu)勢(shì)類群為線蟲(chóng)類和蜱螨類。兩大類樣地土壤動(dòng)物種類組成較為相似，在垂直分布上具有表聚性。對(duì)土壤動(dòng)物群落進(jìn)行多樣性分析，得出結(jié)果，離尾礦庫(kù)中心較遠(yuǎn)的樣地各項(xiàng)指數(shù)均優(yōu)于尾礦庫(kù)的中心點(diǎn)樣地；從季節(jié)動(dòng)態(tài)來(lái)看，Margalef指數(shù)春季最高，夏秋緩慢降低，冬季最低。Shannon指數(shù)從春季開(kāi)始緩慢增高，到秋季達(dá)到最大值，隨后下降，總趨勢(shì)為秋季＞夏季＞春季＞冬季。

尾礦庫(kù)；土壤動(dòng)物；群落結(jié)構(gòu)；多樣性；季節(jié)變化

土壤動(dòng)物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中不可分割的組成部分，它們?cè)诜纸鈿報(bào)w、土壤形成與發(fā)育、土壤結(jié)構(gòu)和肥力保持以及促進(jìn)和保護(hù)植物群落的次生演替和動(dòng)植物物種多樣性方面發(fā)揮著重要作用。在國(guó)際上，土壤動(dòng)物研究始于1840年達(dá)爾文等對(duì)蚯蚓生物學(xué)的研究。我國(guó)雖然早已有一些關(guān)于個(gè)別土壤動(dòng)物類群新種描述、區(qū)系調(diào)查、生活習(xí)性和生態(tài)分布等方面的研究，但真正系統(tǒng)地開(kāi)展土壤動(dòng)物學(xué)的研究開(kāi)始于20世紀(jì)80年代。20多年來(lái)，諸多學(xué)者對(duì)我國(guó)土壤動(dòng)物群落開(kāi)展了調(diào)查研究，取得了豐碩的成果。推動(dòng)了我國(guó)土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)的蓬勃發(fā)展。然而，目前對(duì)廢棄尾礦庫(kù)的土壤動(dòng)物的生態(tài)研究還是比較少，特別是對(duì)亞熱帶濕潤(rùn)地區(qū)的廢棄尾礦庫(kù)的研究更是比較薄弱。為此，筆者在進(jìn)行銅陵生物多樣性研究的同時(shí)，對(duì)獅子山尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物多樣性開(kāi)展了初步調(diào)查與研究，以期為尾礦地的治理和生物群落的重建以及生物多樣性的保護(hù)提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)資料。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究地區(qū)概況

銅陵市位于安徽省南部，長(zhǎng)江中下游南岸，屬皖南丘陵的一部分，面積約995km2，地處30°56′42″N，117°43′28″E。該市氣候溫和濕潤(rùn)，季節(jié)特點(diǎn)分明，雨量充沛且無(wú)霜期長(zhǎng)，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。年平均氣溫16℃，年平均降水量1400mm，年平均相對(duì)濕度77%，平均無(wú)霜期230d。全年平均太陽(yáng)輻射總量為114.8千卡／平方厘米。土壤為黃棕壤，植被為亞熱帶常綠闊葉林與落葉闊葉混交林。調(diào)查區(qū)獅子山銅尾礦位于銅陵市東南部的朝山村，該尾礦場(chǎng)海拔較高，三面環(huán)山，一面筑壩，由尾礦砂排放堆積而成，壩高約100m，面積達(dá)20km2，停止排放時(shí)間約為15年，人為干涉較少，風(fēng)蝕、水蝕較為嚴(yán)重。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置

以獅子山尾礦庫(kù)的中心為基本樣地；在尾礦庫(kù)內(nèi)，以此基本樣地為準(zhǔn)，向東100米選擇另一個(gè)樣地。這樣總共兩個(gè)樣地，分別以1和2編號(hào)。相應(yīng)的情況見(jiàn)表1。

表1 兩大樣地概況

1.2.2 采樣和鑒定方法

自2007年冬－2008年秋選擇春夏秋冬四個(gè)采樣季節(jié)，以4，8，10和1月分別代表春、夏、秋、冬四季。每次采樣選擇兩個(gè)樣地，樣點(diǎn)選擇在相對(duì)比較平坦的地方。其中一個(gè)樣地取大型土壤動(dòng)物4個(gè)樣，樣方面積為30cmx30cmx20cm，共取16個(gè)樣，用手揀法獲取大型土壤動(dòng)物；在另一個(gè)樣地，中小型土壤動(dòng)物以100cm3土壤容重器的土體為一個(gè)樣，每個(gè)樣地以5cm等距分4層取樣，每層取4個(gè)土樣，4個(gè)樣地共取64個(gè)土樣，帶回實(shí)驗(yàn)室用干、濕漏斗分離法提取中小型土壤動(dòng)物，最后進(jìn)行土壤動(dòng)物的室內(nèi)分類鑒定和數(shù)量統(tǒng)計(jì)。分類鑒定主要參考《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》（尹文英，2000）和《中國(guó)亞熱帶土壤動(dòng)物》（尹文英，1992）進(jìn)行，土壤動(dòng)物統(tǒng)一鑒定到目。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

在各類群數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)度的劃分上，把個(gè)體數(shù)占總捕獲量的10%以上者為優(yōu)勢(shì)類群，把個(gè)體數(shù)占總捕獲量的1% 到10%者為常見(jiàn)類群，把個(gè)體數(shù)占總捕獲量的1%以下者為稀有類群（傅必謙等，2002）。土壤動(dòng)物群落多樣性主要采用以下幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算（王立志等，2009）：

1）Margalef物種豐富度指數(shù)（E）：

E＝（S－1）／lgN式中，N為所有種的個(gè)體總數(shù)，S為樣地中物種數(shù)。

2）Shannon指數(shù)（H）：

式中，Pi＝ni／N，ni為第i種的個(gè)體數(shù)。

3）Pielou均勻度指數(shù)（J）：4）Simpson優(yōu)勢(shì)度集中性指數(shù)（C）：

2 結(jié)果與分析

2.1 獅子山尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物的群落組成

尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物組成貧乏，數(shù)量少密度小，調(diào)查期間共獲得大、中小型土壤動(dòng)物564個(gè)，分季節(jié)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，隸屬于4門5綱11目（表2）。其中優(yōu)勢(shì)類群為線蟲(chóng)類和蜱螨類，蜱螨類和線蟲(chóng)類的比值（A／D值）接近于1。常見(jiàn)類群有彈尾類、膜翅類、雙尾目、雙翅類幼蟲(chóng)、蜘蛛類，其余為稀有類群。優(yōu)勢(shì)類群和常見(jiàn)類群共同構(gòu)成了尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物群落的主體。

表2 獅子山尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物的群落組成

表3 兩大樣地土壤動(dòng)物數(shù)量組成（只·m－2）

表4 兩大樣地土壤動(dòng)物群落的多樣性指數(shù)

2.2 兩大樣地土壤動(dòng)物的群落組成特點(diǎn)及多樣性

從表3和表4可以看出，2號(hào)樣地各項(xiàng)指數(shù)均大于1號(hào)樣地，類群數(shù)和個(gè)體數(shù)量也是2號(hào)樣地大于1號(hào)樣地。位于尾礦庫(kù)中心的1號(hào)樣地，Margalef指數(shù)、Shannon指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)都低于2號(hào)樣地，雖然在此地也獲得了不少的個(gè)體數(shù)量，說(shuō)明了該地物種種類較少，且分布不均勻。從表3可以看出，該樣地的優(yōu)勢(shì)類群主要為線蟲(chóng)目和蜱螨目，蜱螨類和線蟲(chóng)類的比值（A／D值）小于1，其他類群都比較稀少。位于中心點(diǎn)向東100m的2號(hào)樣地，Margalef指數(shù)、Shannon指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)都呈現(xiàn)了較高的數(shù)值，除了線蟲(chóng)目和蜱螨目2個(gè)優(yōu)勢(shì)類群外，還有常見(jiàn)類群彈尾目、膜翅目、鞘翅目、鱗翅目和蜘蛛目，蜱螨類和線蟲(chóng)類的比值（A／D值）大于1。

2.3 兩大樣地土壤動(dòng)物的垂直分布

從圖1可以看出，尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物類群和個(gè)體數(shù)的表聚性比一般土壤類型或其他農(nóng)業(yè)生態(tài)類型更突出。通過(guò)這次調(diào)查統(tǒng)計(jì)得出，在1號(hào)樣地，四季總共獲得的土壤動(dòng)物數(shù)量比2號(hào)樣地少，并且表聚性比2號(hào)樣地更加明顯。1號(hào)樣地A層（0至5cm）個(gè)體數(shù)占全捕量的90%，2號(hào)樣地A層個(gè)體數(shù)占全捕量的80%。垂直向下都是急劇減少，1號(hào)樣地在C層（10至15cm）和D層（15至20cm）幾乎沒(méi)有土壤動(dòng)物存在，2號(hào)樣地在C層和D層有少量的土壤動(dòng)物分布，1號(hào)樣地垂直向下土壤動(dòng)物數(shù)量的遞減率遠(yuǎn)大于2號(hào)樣地。這種垂直分布規(guī)律與一般農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤動(dòng)物的垂直分布基本相同，只不過(guò)垂直向下遞減率比較大。在自然條件下，土壤表層有機(jī)物質(zhì)比較多，有利于土壤動(dòng)物的生存，隨著土壤剖面深度的增加，腐殖質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)減少，土壤理化性質(zhì)逐漸變得不利于土壤動(dòng)物的生存，土壤動(dòng)物類群數(shù)和個(gè)體數(shù)逐漸減少。

圖1 兩大樣地土壤動(dòng)物垂直分布

2.4 獅子山尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物群落的季節(jié)動(dòng)態(tài)

從表5可以看出，獅子山尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物的群落組成中，類群數(shù)和群落的個(gè)體數(shù)量都是秋季＞春季＞夏季＞冬季，秋季最多，分別是15類和222只，春季次之，冬季最少。Margalef豐富度指數(shù)春季最高，夏秋緩慢降低，冬天季最低。Shannon指數(shù)從春季開(kāi)始緩慢增高，到秋季達(dá)到最大值，隨后下降，總趨勢(shì)為秋季＞夏季＞春季＞冬季。由此可以看出，這里夏秋氣溫較高、降水多，春季氣溫回升快。從表6的群落組成來(lái)看，四個(gè)季節(jié)的優(yōu)勢(shì)類群仍然是線蟲(chóng)目和蜱螨目，且線蟲(chóng)目的數(shù)量均多于蜱螨目。除了優(yōu)勢(shì)類群外，春季的常見(jiàn)類群有蜘蛛目、彈尾目和膜翅目；夏季的常見(jiàn)類群有蜘蛛目、彈尾目和半翅目；秋季的常見(jiàn)類群有蜘蛛目、彈尾目、膜翅目、雙翅目和半翅目；冬季的常見(jiàn)類群有蜘蛛目、彈尾目、膜翅目、雙翅目。

表5 不同季節(jié)土壤動(dòng)物多樣性指數(shù)

表6 不同季節(jié)土壤動(dòng)物群落密度和組成（只·m－2）

2.5 獅子山尾礦庫(kù)兩大樣地土壤動(dòng)物的季節(jié)動(dòng)態(tài)

綜合樣地和季節(jié)兩種因素作圖分析（表7），可以看出，在春季，從樣地1向樣地2，Margalef指數(shù)、Shannon指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)整體呈上升趨勢(shì)；夏季，從樣地1向樣地2，Margalef指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)上升，而Shannon指數(shù)下降；秋季和冬季情況相似，Margalef指數(shù)和Shannon指數(shù)上升，而Pielou均勻度指數(shù)下降。

表7 兩大樣地土壤動(dòng)物群落在不同季節(jié)的多樣性指數(shù)

2.6 兩大樣地土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)差異性和季節(jié)差異性分析

兩大樣地土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)具有相似性，不同季節(jié)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)也具有相似性，但是通過(guò)以上的分析，也有一定的差異性。通過(guò)表1，對(duì)兩個(gè)樣地進(jìn)行對(duì)比分析，1號(hào)樣地位于尾礦庫(kù)的中心，尾礦庫(kù)是尾礦砂排放堆積而成，廢棄堆積時(shí)間不長(zhǎng)，大約為15年；此處植被雖然為荒草，但植被高度只有10cm，植被覆蓋度為70%，土壤含水量比較低，為2.72%，土壤濕量為279g，有機(jī)質(zhì)含量為9.37%。而2號(hào)樣地，植被雖然和1號(hào)樣地一樣，也是荒草，但是植被高度為20cm，植被覆蓋度為80%，土壤含水量比較高，為22.90%，土壤濕量為292g，有機(jī)質(zhì)含量為14.95%。正是由于這些原因?qū)е铝?樣地和2樣地土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和季節(jié)的差異性。

3 討論與建議

3.1 土壤動(dòng)物群落的季節(jié)動(dòng)態(tài)

自然地理環(huán)境具有整體性，某一因子發(fā)生變化，會(huì)帶動(dòng)相關(guān)因素的變動(dòng)。一年中土壤動(dòng)物的數(shù)量和種類也會(huì)隨氣溫和降水時(shí)間的變化而表現(xiàn)出明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化（孫儒泳，2001）。傅必謙等（1997）對(duì)百花山楊樺木林土壤動(dòng)物群落的研究顯示，土壤動(dòng)物群落的個(gè)體數(shù)量以春季最高，冬季和秋季次之，夏季最低。而本研究的結(jié)果為尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物群落組成中，類群數(shù)和群落的個(gè)體數(shù)量都是秋季＞春季＞夏季＞冬季。秋季溫度下降但并不寒冷，多數(shù)土壤動(dòng)物在夏季繁殖完成后，準(zhǔn)備鉆入土中越冬，所以秋季土壤動(dòng)物多樣性最多；其次是春季，可能與天氣回暖小昆蟲(chóng)等開(kāi)始活動(dòng)有關(guān)；冬季的土壤動(dòng)物群落在組成和數(shù)量上均低于其他季節(jié)。

3.2 進(jìn)一步加大對(duì)季風(fēng)區(qū)尾礦庫(kù)的研究

我國(guó)自然環(huán)境復(fù)雜多樣而且具有特殊性，我國(guó)的土壤動(dòng)物研究主要集中在東北、亞熱帶地區(qū)和華南地區(qū)，還有很多特殊區(qū)域和生態(tài)系統(tǒng)沒(méi)有涉足，其中尾礦庫(kù)就是一個(gè)很好的例子，以后需要加大對(duì)季風(fēng)區(qū)尾礦庫(kù)土壤動(dòng)物的研究，要繼續(xù)深入下去，例如可以從不同的角度，把不同情況的尾礦庫(kù)進(jìn)行對(duì)比分析；可以探討尾礦庫(kù)自然演替過(guò)程中土壤動(dòng)物的來(lái)源問(wèn)題以及土壤動(dòng)物侵入尾礦廢棄地后的定居與群聚問(wèn)題等。

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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

張小會(huì)（1986－），男，碩士研究生，研究方向：土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41001031）

2011-08-20