高立杰，侯建華，安 哲，馬冬雪，高寶嘉

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 河北 保定 071000； 2.河北唐山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 064002；3.河北政法職業(yè)學(xué)院園林系,河北 石家莊 050051)

人類活動通過影響棲息地而影響物種動態(tài)，進而影響生物多樣性的變化[1-2]。土壤動物作為土壤生態(tài)系統(tǒng)中的消費者，在分解有機物、促進物質(zhì)循環(huán)和能量流動中發(fā)揮著重要作用，因此，土壤動物被看作是評價土壤質(zhì)量變化的敏感性指示生物[3]。研究顯示，不同土地利用方式對大型土壤動物具有明顯的影響[4]，目前，國內(nèi)有關(guān)不同土地利用方式對大型土壤動物影響的研究主要集中在不同農(nóng)牧業(yè)耕作方式[5-12]、不同城市生態(tài)環(huán)境[13]和自然生態(tài)環(huán)境以及不同林型[14-16]等方面。河北壩上地區(qū)屬于典型的內(nèi)蒙古高原東南緣大尺度森林草原過渡地帶[17]，是京津地區(qū)重要的水源涵養(yǎng)地和綠色屏障，而對該地區(qū)大型土壤動物尚缺乏深入研究。因此，本研究通過對該地區(qū)不同土地利用方式土壤動物群落的調(diào)查，揭示內(nèi)蒙古高原東南緣森林草原過渡地帶大型土壤動物群落的結(jié)構(gòu)與組成，以期為保護和合理利用土地資源，維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和保護生物多樣性提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1自然概況 研究地區(qū)位于河北省圍場縣至內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市克什克騰旗以及錫林郭勒盟多倫縣的接壤處(116°32′～117°33′ E，42°10′～43°18′ N)，為內(nèi)蒙古高原東南緣與大興安嶺和冀北山地的交匯地帶，海拔為1 100～1 400 m。研究區(qū)氣候由溫帶大陸性半濕潤氣候向半干旱氣候逐漸過渡，年降水量200～450 mm。本研究選擇森林、森林草甸、草甸草原和草原4種不同土地利用類型作為研究對象。

1.2土壤動物采集 在不同土地利用類型中分別設(shè)置樣點，利用大型土壤動物采集鐵絲框(25 cm×25 cm)采集土樣，用手撿法揀取大型土壤動物(體長2～20 mm)[18]。為避免動物逃逸，將采集到的土樣裝入布袋并進行編號，帶回實驗室進行詳細分撿和鑒定[19]。

調(diào)查順序為按森林-森林草甸-草甸草原-草原順序進行。野外調(diào)查時填寫調(diào)查記錄表，記錄采集日期、采集時間、天氣狀況、采集溫度和植被分布情況等。

調(diào)查時間為春季5-6月，夏季7-8月，秋季9-10月。

1.3分析方法

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：

H′=-∑PilnPi；

密度-類群指數(shù)：

DG=∑(DiCi/Di maxC)；

Pielou均勻度指數(shù)：

J=H′/lnS；

Simpson優(yōu)勢度指數(shù)：

C=∑(ni/N)2。

式中，Pi=ni/N，ni為每個類群的個體數(shù)，N為總的個體數(shù)，Di為第i類群個體數(shù)，Di max為各群落中第i類群的最大個體數(shù)，C為群落的總個數(shù)，Ci為第i類群出現(xiàn)的群落個數(shù)，S為總物種數(shù)，ni為每個類群的個體數(shù)，N為個體總數(shù)。

數(shù)量等級劃分：根據(jù)原始捕獲量占捕獲總量的百分比劃分為3個數(shù)量等級，即優(yōu)勢類群(個體數(shù)量大于捕獲總量的10.0%以上)、常見類群(個體數(shù)量占捕獲總量的1.0%～10.0%)和稀有類群(個體數(shù)量占捕獲總量不足1.0%)。

所有數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel和IBM SPSS Statistics 19軟件進行處理。

表1 不同土地利用類型大型土壤動物的組成Table 1 Community composition of large-sized soil animal in different land use types

2 結(jié)果與分析

2.1土壤動物群落組成 共采集大型土壤動物2 394只,分屬3門8綱22目(類)(表1)。其中，以鞘翅目(14.95%)、柄眼目(14.66%)、小蚓類(14.16%)、彈尾目(12.41%)及膜翅目(10.78%)5類為優(yōu)勢類群；大蚓類、地蜈蚣目、前鰓亞綱、石蜈蚣目、雙翅目、同翅目及蜘蛛目7類為常見類群，其數(shù)量占總數(shù)的29.32%；半翅目等10類群為稀有類群，約占總數(shù)的3.71%。

由森林向草原過渡過程中，不同土地利用類型大型土壤動物個體數(shù)量和類群數(shù)呈遞減趨勢，而個體數(shù)量在草甸草原有升高現(xiàn)象。不同土地利用類型大型土壤動物群落的組成變化較大，其中，森林優(yōu)勢類群有3類，即小蚓類、鞘翅目和柄眼目，捕獲率分別為21.77%、15.31%和10.52%；森林草甸優(yōu)勢類群有4類，即柄眼目、小蚓類、鞘翅目和彈尾目，捕獲率分別為19.96%、13.49%、12.96%和11.03%；草甸草原優(yōu)勢類群有4類，即膜翅目、彈尾目、柄眼目和鞘翅目，捕獲率分別為22.88%、19.28%、19.14%和10.65%；草原優(yōu)勢類群有兩類，即鞘翅目和膜翅目，捕獲率分別為37.50%和28.57%(表1、圖1)。

圖1 不同土地利用類型大型土壤動物個體數(shù)量與類群數(shù)變化規(guī)律Fig.1 Number of individuals and groups of large-sized soil animal in different land use types

圖2 不同土地利用類型大型土壤動物群落參數(shù)變化規(guī)律Fig.2 Parameters of large-sized soil animal communities in different land use types

2.2土壤動物群落的多樣性 統(tǒng)計結(jié)果表明，大型土壤動物類群數(shù)和DG指數(shù)在不同土地利用類型之間存在顯著差異(P<0.05)。森林個體數(shù)量顯著大于草原，H′值顯著大于草甸草原(P<0.05)，J在4個土地利用類型之間無顯著差異(P>0.05)。森林具有最高的個體數(shù)量、類群數(shù)、H′和DG，其次是森林草甸，草原最低，但草原H′顯著高于草甸草原(表2)。

由森林向草原過渡過程中，大型土壤動物個體數(shù)量和類群數(shù)總體呈遞減趨勢，但個體數(shù)量在草甸草原有所升高，H′、J和DG亦呈遞減趨勢，C則呈遞增趨勢(表2、圖2)。

表2 不同土地利用類型大型土壤動物群落參數(shù)比較Table 2 Comparison of large-sized soil animal community in different land use types

3 討論

大型土壤動物的種類數(shù)量組成由于受外界環(huán)境條件的影響較大(包括自然地理條件、土壤理化因素等)，地帶或地區(qū)性差異往往非常顯著[20-21]，它們同環(huán)境因子間存在相對穩(wěn)定、密不可分的關(guān)系[22]。本研究表明，內(nèi)蒙古高原東南緣不同土地利用方式對大型土壤動物群落具有較大的影響。壩上森林特殊的林地背景，以及較高的林木覆蓋度使其防風(fēng)固沙功能較強，土壤環(huán)境穩(wěn)定[23]，溫濕度適宜，凋落物層存有大量枯枝落葉、腐殖質(zhì)豐富，為土壤動物提供了豐富的食物和優(yōu)越的生存環(huán)境，故土壤動物的類群數(shù)和個體數(shù)在4種土地利用方式中最高。森林草甸植物群落比草甸草原和草原復(fù)雜，生境異質(zhì)性明顯，所以相對后兩者來說其類群數(shù)較多，但其個體數(shù)量少于草甸草原，這可能與在草甸草原采樣時恰好采在蟻窩處而造成某種單一土壤動物個體數(shù)量增多有關(guān)。草原植被結(jié)構(gòu)最簡單、植被覆蓋度最低，此外還受季節(jié)變化和放牧等因素的影響，導(dǎo)致其土壤動物種類和數(shù)量最少?？傊?，在內(nèi)蒙古高原東南緣4種不同的土地利用類型中，草原具有最低的土壤動物物種組成和個體數(shù)量；在草原向森林逐漸轉(zhuǎn)化過程中，多年生草本植物和喬木覆蓋起到了改善土壤結(jié)構(gòu)的作用，因此，土壤動物的種類與數(shù)量隨之增多。這表明，不同土地利用方式對大型土壤動物群落具有較強的作用力，植被類型、植被結(jié)構(gòu)、季節(jié)變化以及人為干擾等因素對土壤動物群落起到關(guān)鍵作用，因此，在合理利用土地、提高土地生產(chǎn)力時應(yīng)該考慮這些因素的綜合效應(yīng)。

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