摘要:為揭示鹽堿地恢復(fù)過(guò)程中土壤節(jié)肢動(dòng)物與土壤環(huán)境要素的相互關(guān)系,采用野外調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)相結(jié)合的方法,對(duì)寧夏銀北鹽堿苜蓿地6種不同改良措施的鹽堿地土壤全氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、pH、全鹽、堿化度值、土壤溫度和土壤水分含量,以及土壤節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了比較研究。共獲得節(jié)肢動(dòng)物10 194頭,計(jì)31個(gè)類群,3綱11目27科,優(yōu)勢(shì)類群為前氣門(mén)亞目和棘跳科,其個(gè)體數(shù)分別占群落個(gè)體總數(shù)的75.52%和10.77%;甲螨亞目和等節(jié)跳科為常見(jiàn)類群,其個(gè)體數(shù)占群落個(gè)體總數(shù)的7.66%和4.29%。不同改良措施對(duì)土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度沒(méi)有顯著影響,而明顯影響土壤節(jié)肢動(dòng)物聚集程度。在土層垂直分布上,呈現(xiàn)表聚性現(xiàn)象。不同改良措施對(duì)鹽堿苜蓿地土壤節(jié)肢動(dòng)物群落類群豐富度和密度垂直分布影響不顯著?;疑P(guān)聯(lián)分析表明,土壤pH、堿化度和全鹽對(duì)土壤節(jié)肢動(dòng)物的影響最大。多元回歸分析表明,影響土壤節(jié)肢動(dòng)物垂直分布的關(guān)鍵土壤因子有差異,在0~5 cm土層,土壤全鹽和全氮影響土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度,土壤全氮和速效鉀影響土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的多樣性指數(shù)。在5~10 cm土層,土壤全鹽影響土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度,土壤堿化度決定土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的多樣性指數(shù)。
關(guān)鍵詞:鹽堿地;土壤節(jié)肢動(dòng)物群落;垂直分布;改良措施
中圖分類號(hào):S154.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2016)11-2785-07
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.11.018
鹽堿土是氣候干旱、蒸發(fā)量強(qiáng)等情況下形成的一類特殊土壤,其形成的實(shí)質(zhì)主要是各種易溶性鹽類在地面的重新分配,致使鹽分在集鹽地區(qū)的土壤表層逐漸積聚起來(lái)[1]。用脫硫廢棄物改良鹽堿地是將工業(yè)廢物的再利用和農(nóng)業(yè)土壤改良相結(jié)合的一種改良方式,具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義[2]。鹽堿化恢復(fù)過(guò)程是由物理、化學(xué)、生物等多個(gè)不同屬性過(guò)程組成。其中,生物過(guò)程尤為重要,土壤節(jié)肢動(dòng)物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分,在土壤物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著重要的作用,同時(shí),土壤生態(tài)因子也決定了土壤節(jié)肢動(dòng)物的生存與活動(dòng)[3-5]。土壤節(jié)肢動(dòng)物群落組成與結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境變化或干擾的反應(yīng)極為敏感,可作為土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)的敏感因子[6]。土壤線蟲(chóng)[7]、原生動(dòng)物[8]、蚯蚓[9]、甲螨[10,11]等類群已被應(yīng)用于作為反映土壤質(zhì)量的主要指標(biāo)。土壤鹽漬化對(duì)土壤節(jié)肢動(dòng)物群落演變過(guò)程的生態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)制逐步受到關(guān)注,土壤節(jié)肢動(dòng)物的種群分布、密度及生物量與土壤理化性狀、土壤酶活性、有機(jī)物含量及肥力結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。中國(guó)北方干旱區(qū)鹽堿化生境如黑河流域[12,13]、吉林羊草草原鹽堿生境[14]、寧夏銀川北部鹽堿改良地試驗(yàn)區(qū)[15,16]、新疆尼勒克農(nóng)田[17],濕地鹽堿化生境如崇明瀛東[18]、扎龍濕地[19]、豫東黃河[20]等不同鹽堿化生境中陸續(xù)開(kāi)展的一系列土壤節(jié)肢動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究表明,土壤pH、可溶性鹽、堿化度、有機(jī)質(zhì)等是影響土壤節(jié)肢動(dòng)物的主要因子,而且受氣候因子(溫度和降水)的季節(jié)變化影響,不同鹽堿化生境的優(yōu)勢(shì)類群差異很大。土地利用、覆被變化和生態(tài)系統(tǒng)管理措施對(duì)黑河流域土壤鹽漬化及土壤節(jié)肢動(dòng)物群落演變特征的耦合可顯著改變土壤節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)[12,21]。
土壤鹽堿化是目前制約寧夏農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的土壤因素之一,用脫硫廢棄物改良鹽堿地正逐步深入,并成為鹽堿化生態(tài)恢復(fù)的有效途徑。研究鹽堿化恢復(fù)過(guò)程中土壤節(jié)肢動(dòng)物群落和土壤環(huán)境的演變特征,為進(jìn)一步解析鹽堿化生態(tài)系統(tǒng)的生物過(guò)程演變機(jī)制奠定基礎(chǔ)。為此,本研究通過(guò)調(diào)查不同改良措施下鹽堿苜蓿地土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的結(jié)構(gòu),分析土壤節(jié)肢動(dòng)物群落與環(huán)境因子間的關(guān)系,旨在揭示土壤節(jié)肢動(dòng)物對(duì)鹽堿化恢復(fù)的響應(yīng),為深入揭示鹽堿化恢復(fù)的生物過(guò)程機(jī)理和制定有效的恢復(fù)措施提供科學(xué)依據(jù)。
1 研究區(qū)概況與研究方法
1.1 研究區(qū)自然概況
研究地位于寧夏平羅西大灘試驗(yàn)基地(E106°22′50″,N38°48′18″,海拔1 095 m),地處河套平原西南部,地勢(shì)平緩低洼,境內(nèi)分布有中國(guó)乃至世界特有的龜裂堿土。該地屬典型的北溫帶大陸性氣候,年平均氣溫8.50 ℃,年平均降水量180 mm,主要集中在7~9月,平均海拔1 100 m。地下水埋深約1.50 m,鹽分類型主要有NaCl、Na2SO4、Na2CO3,土壤質(zhì)地黏重,透水性差。土壤堿化度為15%~60%,pH 8.00~10.40,全鹽含量0.25%~0.65%。
1.2 樣地設(shè)置與土壤節(jié)肢動(dòng)物采集鑒定
樣地設(shè)在6×6拉丁方設(shè)計(jì)(36個(gè)小區(qū))的苜蓿(Medicago sativa)試驗(yàn)田(已種植2年,每年夏季和秋季各刈割1次),小區(qū)面積5 m×10 m,總面積1 800 m2,苜蓿株(叢)距10 cm,行距30 cm。共設(shè)6個(gè)處理,處理1(MXA)不用任何改良技術(shù);處理2(MXB)施脫硫石膏1.5 t/667 m2;處理3(MXC)施改良劑0.5 t/667 m2+有機(jī)肥2.0 t/667 m2;處理4(MXD)洗鹽灌水定額270 m3/667 m2;處理5(MXE)施脫硫石膏1.5 t/667 m2+灌排措施(同處理4);處理6(MXF)施脫硫石膏1.5 t/667 m2+有機(jī)肥2.0 t/667 m2+改良劑0.5 t/667 m2+灌排措施(同處理4)。采樣于2014年6~10月進(jìn)行,每20 d采集1次,共采集7次,同一處理選擇3個(gè)小區(qū),并在3個(gè)小區(qū)上各設(shè)3個(gè)重復(fù)。每一樣方以200 cm3環(huán)刀法分0~5、5~10、10~15 cm三層取土樣,帶回實(shí)驗(yàn)室分別用Tullgren法(干漏斗法)進(jìn)行分離提取土壤節(jié)肢動(dòng)物[22]。
對(duì)采集的土壤節(jié)肢動(dòng)物標(biāo)本進(jìn)行鑒定[22-24],因土壤節(jié)肢動(dòng)物成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)的生活習(xí)性差異較大,所以將成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)分開(kāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)量。
1.3 土壤理化因子分析
在每個(gè)樣方內(nèi),用環(huán)刀法按照0~5、5~10、10~15 cm分層取土樣,裝入袋中,帶回實(shí)驗(yàn)室,測(cè)定土壤全氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、pH、全鹽和堿化度值[25]。土壤溫度和水分含量分別用TP-ST-1和TP-SR-1在樣地野外測(cè)定。
1.4 數(shù)據(jù)分析
各類群數(shù)量等級(jí)劃分:個(gè)體數(shù)量占全部捕獲量10%以上為優(yōu)勢(shì)類群,介于1%~10%之間為常見(jiàn)類群,介于0.1%~1%之間為稀有類群,0.1%以下的為極稀有類群。以土壤節(jié)肢動(dòng)物密度(D)反映不同樣地土壤節(jié)肢動(dòng)物的數(shù)量,其含義為100 cm3捕獲的土壤節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)。土壤節(jié)肢動(dòng)物類群多樣性(H)分析采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù),計(jì)算公式為H′=-∑PilnPi,其中Pi=Ni/N,Pi是第i種個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比率,Ni是第i種的個(gè)體數(shù),N是總個(gè)體數(shù)[26]。
土壤因子對(duì)土壤節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響,采用灰色關(guān)聯(lián)的方法分析[27]。關(guān)聯(lián)系數(shù):rij(k)=(Δmin+PΔmax)/Δij(k)+PΔmax,式中,Δmin、Δmax分別為所比較數(shù)列的絕對(duì)差中的最小值和最大值,P為分辨系數(shù),一般取值在0.1~0.5,本研究取值0.5。
通過(guò)SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件,采用單因素方差分析(One-way ANOVA)法分析不同樣地土壤理化性質(zhì)、土壤節(jié)肢動(dòng)物群落之間的差異。采用Correlate相關(guān)分析中的Pearson指數(shù)分析土壤節(jié)肢動(dòng)物密度、類群豐富度與土壤因子的相關(guān)性。采用多元線性逐步回歸(Stepwise)分析檢驗(yàn)土壤節(jié)肢動(dòng)物群落與土壤因子之間的關(guān)系。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同改良措施下土壤節(jié)肢動(dòng)物群落組成
在研究樣地共獲得土壤節(jié)肢動(dòng)物10 194頭,31個(gè)土壤節(jié)肢動(dòng)物類群,隸屬于3綱11目27科(表1)。依據(jù)個(gè)體數(shù)量劃分,土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的優(yōu)勢(shì)類群為前氣門(mén)亞目和棘跳科,其個(gè)體數(shù)分別占群落個(gè)體總數(shù)的75.52%和10.77%;甲螨亞目和等節(jié)跳科為常見(jiàn)類群,其個(gè)體數(shù)占群落個(gè)體總數(shù)的7.66%和4.29%;稀有類群為6個(gè)類群,其個(gè)體數(shù)占群落個(gè)體總數(shù)的1.04%;極稀有類群為21個(gè)類群,其個(gè)體數(shù)占群落個(gè)體總數(shù)的0.72%。不同樣地主要類群略有差異,其中MXA樣地優(yōu)勢(shì)類群為前氣門(mén)亞目(77.21%)和棘跳科(10.26%),常見(jiàn)類群為甲螨亞目(9.36%)和等節(jié)跳科(1.16%),特有類群為疣跳科、嚙科;MXB樣地優(yōu)勢(shì)類群為前氣門(mén)亞目(83.80%),常見(jiàn)類群為甲螨亞目(3.42%)、棘跳科(8.48%)和等節(jié)跳科(3.61%),特有類群為叩甲科;MXC樣地優(yōu)勢(shì)類群為前氣門(mén)亞目(74.90%)和棘跳科(10.61%),常見(jiàn)類群為甲螨亞目(5.83%)、等節(jié)跳科(5.51%)和地蛛科(1.13%),特有類群為康(蟲(chóng)八)科;MXD樣地優(yōu)勢(shì)類群為前氣門(mén)亞目(76.88%)和棘跳科(11.99%),常見(jiàn)類群為甲螨亞目(6.18%)和等節(jié)跳科(3.93%),特有類群為苔甲科;MXE樣地優(yōu)勢(shì)類群為前氣門(mén)亞目(60.81%)、甲螨亞目(14.52%)和棘跳科(10.86%),常見(jiàn)類群為等節(jié)跳科(8.66%);其中MXF樣地優(yōu)勢(shì)類群為前氣門(mén)亞目(73.13%)和棘跳科(14.22%),常見(jiàn)類群為甲螨亞目(7.90%)和等節(jié)跳科(2.02%)。
優(yōu)勢(shì)類群前氣門(mén)亞目種群密度在不同樣地間差異顯著(F=24.472,P<0.05),MXB樣地明顯高于其他樣地,其余樣地之間差異不顯著(P>0.05)。不同改良措施對(duì)稀有和極稀有類群數(shù)目沒(méi)有明顯影響,但MXA樣地最多,MXE樣地次之,MXC樣地和MXF較少,說(shuō)明在人工干擾條件下,稀有類群數(shù)目有減少的趨勢(shì)。稀有和極稀有類群數(shù)目受土壤水分量的影響顯著(r=0.932,P<0.05)。
由圖1可知,不同改良措施對(duì)鹽堿苜蓿地土壤節(jié)肢動(dòng)物群落類群豐富度(F=1.083,P>0.05)沒(méi)有顯著影響,MXA樣地類群豐富度最高,說(shuō)明農(nóng)藝措施干擾會(huì)降低土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度。不同改良措施明顯影響鹽堿苜蓿地土壤節(jié)肢動(dòng)物聚集程度,MXB樣地土壤節(jié)肢動(dòng)物密度顯著高于其他樣地(F=0.389,P<0.05)。
2.2 土壤節(jié)肢動(dòng)物的垂直分布
本次調(diào)查研究中,0~5、5~10、10~15 cm土層總類群數(shù)分別為24、22、18個(gè),個(gè)體數(shù)量分別占調(diào)查總體數(shù)量的40.26%、41.32%和18.42%。不同土壤層次的土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度存在差異,0~5 cm層與10~15 cm層之間存在顯著差異(F=6.566,P<0.05),而不同土壤層次的群落密度(F=16.555,P<0.05)差異顯著,垂直分布總體上表現(xiàn)為0~5 cm層的類群豐富度和群落密度最大,5~10 cm層次之,10~15 cm層最小,即土壤節(jié)肢動(dòng)物在土壤中的垂直水平上具有表聚性的特點(diǎn)(圖2)。
不同改良措施對(duì)鹽堿苜蓿地土壤節(jié)肢動(dòng)物群落類群豐富度和密度隨土層而變化的規(guī)律的影響略有不同(圖3)。0~5 cm層MXA樣地的類群豐富度顯著高于MXB樣地,不同樣地間類群豐富度差異不顯著(F=1.386,P>0.05)。5~10 cm層MXB樣地的類群豐富度顯著高于MXE樣地,而其他不同樣地間類群豐富度差異不顯著(F=1.432,P>0.05)。不同改良措施對(duì)不同土層的土壤節(jié)肢動(dòng)物密度分布沒(méi)有顯著影響,MXB樣地土壤節(jié)肢動(dòng)物密度在3層中均為最高,在0~5 cm層MXF樣地最低,5~10 cm層MXC樣地和MXD樣地最低,10~15 cm層MXC樣地最低。
2.3 土壤節(jié)肢動(dòng)物群落與土壤理化因子間的關(guān)系
不同樣地0~15 cm土層土壤理化因子的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可知,不同改良措施下,樣地間的土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、pH、全鹽和堿化度有所不同。MXA樣地pH、全鹽和堿化度顯著高于其他樣地,5種改良措施下的土壤全鹽差異不顯著,MXB樣地的pH分別與MXD和MXE樣地差異顯著(P<0.05),MXC樣地的堿化度和MXF樣地間差異顯著(P<0.05),說(shuō)明實(shí)施改良措施可以顯著降低鹽堿地土壤節(jié)肢動(dòng)物生活層的鹽堿化程度。
微地域內(nèi)土壤節(jié)肢動(dòng)物與土壤環(huán)境因子關(guān)系十分復(fù)雜,利用灰色關(guān)聯(lián)分析方法,選擇土壤節(jié)肢動(dòng)物優(yōu)勢(shì)類群前氣門(mén)亞目和棘跳科密度、常見(jiàn)類群甲螨亞目和等節(jié)跳密度、稀有類群密度、類群豐富度、總密度、群落多樣性指數(shù)作為母數(shù)列(y),并依次定義為前氣門(mén)亞目(y1)、甲螨亞目(y2)、棘跳科(y3)、等節(jié)跳科(y4)、稀有類群密度(y5)、類群豐富度(y6)、群落密度(y7)、群落多樣性(y8)為母數(shù)列,對(duì)土壤的理化因子(表3)作單因素方差分析,選擇差異明顯(P<0.05)的為子數(shù)列(x),依次定義全氮(x1)、有機(jī)質(zhì)(x2)、pH(x3)、全鹽(x4)、堿化度(x5)。原始數(shù)據(jù)無(wú)量綱化初始值,計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)(rij)。
在所有的系數(shù)(表3)中,r65最大,r65=r(y6,x5)=0.829 0,表明土壤堿化度對(duì)土壤節(jié)肢動(dòng)物群落類群豐富度影響最大。從土壤節(jié)肢動(dòng)物的5個(gè)類群來(lái)看,在r1j中,即r1j=(y1,xj),r13和r11較大,r14偏小,表明前氣門(mén)亞目受pH(0.782 6)和全氮(0.761 1)影響較大,受全鹽(0.666 6)影響最??;在r2j中,即r2j=(y2,xj),r24和r25較大,r12偏小,表明甲螨亞目受土壤全鹽(0.828 5)和堿化度(0.818 7)影響較大,受有機(jī)質(zhì)(0.596 5)影響最?。灰源祟愅?,棘跳科受土壤pH(0.743 1)影響最大,受有機(jī)質(zhì)(0.679 2)影響最??;等節(jié)跳科有機(jī)質(zhì)(0.682 1)影響最大,受全鹽(0.662 5)影響最??;稀有類群受全鹽(0.776 5)和堿化度(0.769 0)影響較大,受有機(jī)質(zhì)(0.549 1)的影響最??;類群豐富度受土壤堿化度(0.829 0)影響最大,受全鹽(0.810 3)較大,受有機(jī)質(zhì)(0.526 8)影響最?。蝗郝涿芏仁苋?.812 1)影響最大,pH(0.796 9)次之,受全鹽(0.627 8)影響最?。蝗郝涠鄻有允躳H(0.819 4)影響最大,全鹽(0.786 5)和堿化度(0.775 8)次之,受有機(jī)質(zhì)(0.549 5)影響最小。
土壤理化因子關(guān)聯(lián)度均值由大到小依次為pH(0.736 7)、堿化度(0.734 5)、全鹽(0.734 3)、全氮(0.713 7)、有機(jī)質(zhì)(0.619 4)。土壤節(jié)肢動(dòng)物群落關(guān)聯(lián)度均值由大到小依次為類群豐富度(0.730 6)、群落多樣性(0.730 4)、甲螨亞目(0.729 9)、群落密度(0.713 7)、棘跳科(0.713 4)、前氣門(mén)亞目(0.712 6)、等節(jié)跳科(0.671 5)、稀有類群密度(0.659 6)?;疑P(guān)聯(lián)度越大,說(shuō)明子序列對(duì)母序列的影響越大[27]。可以看出,土壤pH、堿化度和全鹽與土壤節(jié)肢動(dòng)物的關(guān)系密切。群落豐富度和群落多樣性與選取的環(huán)境因子最為密切,優(yōu)勢(shì)類群、常見(jiàn)類群和稀有類群密切程度略低?;貧w分析表明,土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度分別與土壤pH(y=-24.117+3.667x,r2=0.629,F(xiàn)=6.788,P=0.048)、堿化度(y=0.860-0.174x,r2=0.825,F(xiàn)=18.793,P=0.012)和全鹽(y=3.702+0.640x,r2=0.618,F(xiàn)=6.472,P=0.044)呈顯著的線性關(guān)系,說(shuō)明不同改良措施導(dǎo)致的土壤pH、堿化度和全鹽的變化會(huì)明顯影響土壤節(jié)肢動(dòng)物類群的分布。
對(duì)0~5、5~10、10~15 cm土層土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度、群落密度和多樣性指數(shù)(H)與表2的土壤理化因子進(jìn)行多元回歸檢驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可見(jiàn),在0~5 cm土層,土壤全鹽和全氮是影響土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度(r2=0.951,F(xiàn)=29.253,P=0.011)的決定因素;土壤全氮和速效鉀影響土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的Shannon-Wiener指數(shù)(H)(r2=0.884,F(xiàn)=11.472,P=0.039)。在5~10 cm土層,土壤全鹽決定土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度(r2=0.813,F(xiàn)=17.386,P=0.014),土壤堿化度決定土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的Shannon-Wiener指數(shù)(H)(r2=0.690,F(xiàn)=8.910,P=0.041)。在10~15 cm土層,土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度、群落密度和多樣性指數(shù)(H)與土壤因子沒(méi)有明顯的回歸關(guān)系。
3 小結(jié)與討論
本研究調(diào)查共獲取土壤節(jié)肢動(dòng)物10 194個(gè),計(jì)31個(gè)類群,優(yōu)勢(shì)類群和常見(jiàn)類群為前氣門(mén)亞目、甲螨亞目和彈尾目的棘跳科、等節(jié)跳科,構(gòu)成了銀北鹽堿地土壤節(jié)肢動(dòng)物的主體,對(duì)土壤節(jié)肢動(dòng)物群落特征起著決定性作用,其余為稀有類群和極稀有類群,這與相似生境的研究基本一致,由于鹽堿地改良的作物不同,次優(yōu)勢(shì)類群略有差異[15,16]。半干旱鹽漬化生境下以耐干旱的鞘翅目類群、蟻科及蜘蛛類為優(yōu)勢(shì)類群[12,13,21],螨類和彈尾目是羊毛鹽堿草原的優(yōu)勢(shì)類群[14],濕地鹽堿生境中優(yōu)勢(shì)類群最豐富[18-20],因此,鹽堿化生境下由于植被覆蓋和氣候等諸多因素的影響,優(yōu)勢(shì)類群差異明顯。本研究中不同改良措施下的土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度雖然沒(méi)有明顯區(qū)別,但MXA樣地最高,說(shuō)明農(nóng)藝措施和人類干擾改變了天然鹽堿地的土壤節(jié)肢動(dòng)物類群組成,由于改良年限較短,土壤理化因子雖然有了明顯變化,但不同土壤節(jié)肢動(dòng)物類群的入侵和定居存在遲滯效應(yīng),造成不同改良措施下土壤節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)差異不明顯[21]。不同改良措施明顯影響土壤節(jié)肢動(dòng)物群落密度和優(yōu)勢(shì)類群前氣門(mén)亞目的密度,其對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)程度有一定的指示作用[28]。
5種改良措施下土壤節(jié)肢動(dòng)物的類群數(shù)和密度垂直分布具有明顯的表聚性,與多種鹽堿化生境下土壤節(jié)肢動(dòng)物垂直分布特征一致[14,19,29]。不同處理也基本呈現(xiàn)表聚性特征,但同層不同改良措施的土壤節(jié)肢動(dòng)物的類群數(shù)和密度差異不顯著。本研究表明,影響土壤節(jié)肢動(dòng)物垂直分布的關(guān)鍵土壤因子也不盡相同,在0~5 cm土層,土壤全鹽和全氮影響土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度,土壤全氮和速效鉀影響土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的多樣性指數(shù)。在5~10 cm土層,土壤全鹽影響土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度,土壤堿化度決定土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的多樣性。因此,土壤節(jié)肢動(dòng)物的表聚現(xiàn)象與土壤理化特性、水熱條件以及營(yíng)養(yǎng)狀況的垂直分布有密切關(guān)系。
不同改良措施下,土壤理化性質(zhì)具有明顯的差異,而土壤節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo)沒(méi)有顯著變化,而且蜱螨目和彈尾目?jī)?yōu)勢(shì)類群廣泛分布且數(shù)量大,可能與改良年限、農(nóng)藝精細(xì)程度、人類干擾和土壤節(jié)肢動(dòng)物自身的生物生態(tài)學(xué)特征及環(huán)境適應(yīng)的滯后性有關(guān)[24,30],因此,今后還應(yīng)加強(qiáng)鹽堿地土壤節(jié)肢動(dòng)物與土壤理化因子關(guān)系的時(shí)間變化規(guī)律的研究。
微域土壤節(jié)肢動(dòng)物與土壤理化因子的作用是相互影響和制約的,土壤理化因子既是土壤節(jié)肢動(dòng)物賴以生存的條件,又是限制其分布的因素,土壤節(jié)肢動(dòng)物在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)也通過(guò)自身來(lái)改變環(huán)境[19,31]。土壤pH、全鹽和鹽堿度是土壤鹽堿地的主要指標(biāo),灰色關(guān)聯(lián)分析表明,采用不同的改良措施,顯著降低了0~15 cm土層的土壤pH、堿化度和全鹽指標(biāo),并且是明顯影響土壤節(jié)肢動(dòng)物類群豐富度的關(guān)鍵因子,這與相同生境的研究[15,16]基本一致。6種樣地的土壤水分含量雖然在調(diào)查期間沒(méi)有明顯變化,但土壤水分含量明顯影響節(jié)肢動(dòng)物稀有和極稀有類群數(shù)目分布。已有研究表明,土壤含水量主要對(duì)線蟲(chóng)、彈尾類和渦蟲(chóng)類等優(yōu)勢(shì)類群的分布影響較大[32,33],因此,土壤水分含量也是影響鹽堿地土壤節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的重要因素。
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