蘇永春，杜 娟，邱曉婷，勾影波

（常熟理工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

常熟市昆承湖菜田土壤動(dòng)物的季節(jié)變化與環(huán)境因素研究

蘇永春，杜 娟，邱曉婷，勾影波

（常熟理工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

分別于秋季、冬季、春季和夏季各取樣一次，選取3個(gè)樣地多點(diǎn)取樣，采集土壤動(dòng)物并分類鑒定. 同時(shí)測(cè)定土壤溫度、濕度和土壤有機(jī)質(zhì)含量. 共捕獲土壤無脊椎動(dòng)物718只，隸屬于3門，11綱，15類. 其中，彈尾目和蜱螨目為優(yōu)勢(shì)類群；膜翅目、線蟲綱、多足綱、蜘蛛目、雙翅目、寡毛綱、異翅目、直翅目和鞘翅目為常見種群；構(gòu)成了常熟昆承湖菜田土壤動(dòng)物群落組成的主體. 土壤動(dòng)物的密度具有明顯的表聚性，也具有明顯的季節(jié)變化. 土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與濕度呈負(fù)相關(guān)，在本研究樣地中相關(guān)系數(shù)不大；土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與土壤溫度呈正相關(guān)，是影響土壤動(dòng)物數(shù)量季節(jié)變化的主要因子；土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與土壤有機(jī)質(zhì)的關(guān)系表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，并具有明顯的滯后性.

農(nóng)田；土壤動(dòng)物；群落結(jié)構(gòu)；環(huán)境因素

土壤動(dòng)物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中重要的生物組成成分之一，其數(shù)量大，與土壤微生物和植物根系等構(gòu)成了地下生物群落，其活動(dòng)對(duì)土壤的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換有重要作用［1］. 在微生物的分解和綜合作用下，土壤動(dòng)物的殘?bào)w和其排泄物中的化學(xué)元素轉(zhuǎn)化為土壤中的有效成分而被植物吸收利用［2-3］. 土壤中所進(jìn)行的生物和生物化學(xué)過程是陸地生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)，這些過程之所以能持續(xù)進(jìn)行，得益于土壤中酶的作用［4］.土壤溫度和土壤濕度是影響土壤生物的繁殖和代謝的基本條件，也影響土壤的有機(jī)活性，而土壤有機(jī)質(zhì)的含量則是土壤生態(tài)系統(tǒng)整體活動(dòng)的一個(gè)重要體現(xiàn)，也是土壤環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)［5］. 鑒于此，在前期工作的基礎(chǔ)上，我們對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其季節(jié)變化與土壤溫度、濕度和有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了研究［6］.

1 研究樣地與方法

1.1 研究樣地

昆承湖又名為東湖，位于常熟市區(qū)南郊，屬于太湖流域水系陽(yáng)澄湖湖群，南北長(zhǎng)約6 km，東西寬約3~4 km，面積18.4 km2，是常熟市境內(nèi)最大的湖泊，蓄水量達(dá)0.5億m2，沿湖河口有二十多條. 其地理位置為120°41′E，31°50′N. 屬于北亞熱帶南部溫濕氣候區(qū)，該區(qū)受亞熱帶季風(fēng)氣候的影響，四季分明，氣候溫和，雨量充沛. 年平均氣溫15.4 ℃，大于10 ℃的年積溫為4 250~4 750 ℃. 年均總?cè)照諗?shù)2 130.2 h，占可照時(shí)數(shù)48%. 全年降雨量1 047.7 mm，4—9月雨水相對(duì)集中，月降雨量100 mm以上. 年平均相對(duì)濕度為80%左右，年均無霜期為242 d，土壤類型為黃棕壤［7］. 樣地位于江蘇常熟昆承湖圍邊菜田，樣地為中產(chǎn)田，主要作物以油菜和雪里紅輪作為主.

1.2 研究方法

分別于秋季（2011年9月）、冬季（2011年12月）、春季（2012年3月）和夏季（2012年6月）每季度取樣一次. 選取3個(gè)樣地多點(diǎn)取樣，按0~5 cm，5~10 cm，10~15 cm分層進(jìn)行取土樣. 大型土壤動(dòng)物選取30 cm×30 cm面積土方，采用手撿法，統(tǒng)計(jì)數(shù)量，并帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分類鑒定. 中、小型土壤動(dòng)物用50 cm3土壤環(huán)刀進(jìn)行取樣，同時(shí)測(cè)量土壤溫度，土樣樣本帶回實(shí)驗(yàn)室采用Tullgren法（干漏斗法）提?。?-9］，統(tǒng)計(jì)數(shù)量，并分類鑒定［10］. 同時(shí)土樣帶回實(shí)驗(yàn)室采用常規(guī)分析方法測(cè)定土壤濕度和土壤有機(jī)質(zhì)含量［11］.

2 結(jié)果與分析

2.1 昆承湖周邊菜地土壤動(dòng)物群落特征

本次研究期間共捕獲土壤無脊椎動(dòng)物718只，隸屬于3門，11綱，15類. 優(yōu)勢(shì)類群2個(gè)，常見類群9個(gè)，稀有類群4個(gè). 彈尾目（21.73%）和蜱螨目（40.67%）為優(yōu)勢(shì)類群，占捕獲個(gè)體總數(shù)的62.40%；膜翅目（7.80%）、線蟲綱（6.41%）、多足綱（5.01%）、蜘蛛目（3.48%）、雙翅目（3.76%）、寡毛綱（3.20%）、異翅目（2.37%）、直翅目（2.09%）和鞘翅目（1.95%）為常見種群，占捕獲的土壤動(dòng)物個(gè)體總數(shù)的36.07%；倍足綱、鱗翅目、半翅目、革翅目等其他類土壤動(dòng)物為稀有類群，合計(jì)占捕獲個(gè)體總數(shù)的1.53%（見表1）.

表1 樣地土壤動(dòng)物群落組成與捕獲數(shù)量統(tǒng)計(jì)

優(yōu)勢(shì)種群和常見種群的土壤動(dòng)物捕獲個(gè)體數(shù)占總的捕獲個(gè)體總數(shù)的98.47%，這表明優(yōu)勢(shì)類群和常見類群構(gòu)成了常熟市昆承湖畔菜田土壤動(dòng)物群落組成的主體，對(duì)影響該地區(qū)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)特征起著重要作用.

2.2 土壤動(dòng)物捕獲量的垂直分布

研究表明，在0~5 cm層中土壤動(dòng)物的捕獲數(shù)量最大，5~10 cm數(shù)量較少，10~15 cm最少. 土壤動(dòng)物的捕獲量隨著土壤深度逐漸減少. 表明土壤動(dòng)物的密度具有明顯的表聚性（見表2）.

表2 土壤動(dòng)物捕獲數(shù)量的垂直變化

2.3 土壤動(dòng)物捕獲量的季節(jié)變化

本文采用每個(gè)樣地多點(diǎn)采樣取平均值對(duì)土壤動(dòng)物捕獲數(shù)量季節(jié)變化進(jìn)行分析. 研究表明，土壤動(dòng)物捕獲數(shù)量具有明顯的季節(jié)變化，秋季到冬季土壤動(dòng)物的數(shù)量有下降的趨勢(shì)，冬季到春季土壤動(dòng)物緩慢復(fù)蘇，數(shù)量增多. 春季到夏季隨著氣候的變化和氣溫升高土壤動(dòng)物繁殖加速，數(shù)量明顯增加，入秋以后土壤動(dòng)物數(shù)量又迅速減少. 夏季最多為74.00，秋季較少為57.33，冬季和春季最少分別為53.66和54.33（見表3）.

表3 土壤動(dòng)物捕獲數(shù)量與環(huán)境因素的季節(jié)變化

2.4 昆承湖畔菜田土壤動(dòng)物群落與土壤環(huán)境因素的關(guān)系

2.4.1 土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與濕度的關(guān)系

回歸函數(shù)：y=178.48-3.73x，相關(guān)系數(shù)：r=-0.427.

昆承湖菜田土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與土壤濕度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，說明濕度的增加會(huì)抑制農(nóng)田土壤動(dòng)物群落的數(shù)量. 相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值為0.427，表明在本研究樣地的濕度季節(jié)變化的范圍內(nèi)相關(guān)性不大. 因?yàn)樵囼?yàn)樣地所屬地區(qū)氣候溫和，雨量充沛，土壤結(jié)構(gòu)也比較優(yōu)質(zhì)，土壤濕度的季節(jié)變化幅度不大. 由于本次研究主要分析了干生土壤動(dòng)物，對(duì)于濕生土壤動(dòng)物未作分析，因此該區(qū)域的土壤濕度不是土壤動(dòng)物種群數(shù)量季節(jié)變化的限制因子（見表3）.

2.4.2 土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與溫度的關(guān)系

回歸函數(shù)：y=48.16+0.63x，相關(guān)系數(shù)：r=0.692.

研究樣地土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與土壤溫度呈正相關(guān)，土壤動(dòng)物數(shù)量與土壤溫度季節(jié)變化的趨勢(shì)是一致的，土壤動(dòng)物數(shù)量隨著土壤溫度的季節(jié)變化而發(fā)生相應(yīng)的變化. 分析表明他們的相關(guān)系數(shù)為0.692，說明土壤溫度是土壤動(dòng)物種群數(shù)量季節(jié)變化的主要影響因子，對(duì)土壤動(dòng)物種群的繁殖能力和數(shù)量變化起到關(guān)鍵的作用，是主要的生態(tài)限制因子（見表3）.

2.4.3 土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與土壤有機(jī)質(zhì)的關(guān)系

回歸函數(shù)：y=117.51-3.27x，相關(guān)系數(shù)：r=-0.566.

土壤有機(jī)質(zhì)一般包括非腐殖質(zhì)和腐殖質(zhì)，能改善土壤的物理結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì). 一般土壤中有機(jī)質(zhì)的含量越多，土壤節(jié)肢動(dòng)物群落的種類和數(shù)量也越多，土壤肥力也越大［12］，但是這種相關(guān)具有滯后性. 統(tǒng)計(jì)分析表明土壤動(dòng)物數(shù)量的季節(jié)變化與土壤有機(jī)質(zhì)含量動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)（見表3）. 相關(guān)系數(shù)為0.566. 昆承湖畔農(nóng)田土壤動(dòng)物群落與土壤環(huán)境因素的關(guān)系因?yàn)閿?shù)據(jù)不符合檢驗(yàn)條件，所以沒有進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn).

3 結(jié)論

本次研究共捕獲土壤無脊椎動(dòng)物718只，隸屬于3門，11綱，15類. 彈尾目和蜱螨目為優(yōu)勢(shì)類群，占捕獲個(gè)體總數(shù)的62.40%；膜翅目、線蟲綱、多足綱、蜘蛛目、雙翅目、寡毛綱、異翅目、直翅目和鞘翅目為常見種群，占捕獲的土壤動(dòng)物個(gè)體總數(shù)的36.07%. 構(gòu)成了常熟市昆承湖畔農(nóng)田土壤動(dòng)物群落組成的主體.

隨著土壤深度變化土壤動(dòng)物捕獲量的垂直分布逐漸減少，反映了土壤動(dòng)物的密度具有明顯的表聚性.土壤動(dòng)物捕獲數(shù)量具有明顯的季節(jié)變化，夏季最多，秋季較少，冬季和春季最少.

昆承湖畔菜田土壤動(dòng)物群落的季節(jié)變化與土壤環(huán)境因素具有相關(guān)性. 土壤動(dòng)物捕獲數(shù)量的季節(jié)變化與濕度呈負(fù)相關(guān)，說明濕度的增加會(huì)抑制農(nóng)田土壤動(dòng)物群落的數(shù)量，但是在本研究樣地中相關(guān)系數(shù)不大；土壤動(dòng)物捕獲數(shù)量的季節(jié)變化與土壤溫度呈正相關(guān)，土壤動(dòng)物數(shù)量隨著土壤溫度的季節(jié)變化而發(fā)生相應(yīng)變化，是主要影響因子；土壤動(dòng)物捕獲數(shù)量的季節(jié)變化與土壤有機(jī)質(zhì)的關(guān)系表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，并具有滯后性.

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Abstract:This study was conducted in autumn, winter, spring and summer respectively. The three samples of multi-point sampling were selected, At the same time, the soil temperature, soil moisture and soil organic matter content were determined by routine analysis. A total of 718 soil invertebrates were captured, belonging to the 3 gate, class 11, class 15. Among them, Collembola and Acarina were the dominant species. Hymenoptera, Nematoda, Myriapoda, Araneae, Diptera, Oligochaeta, Orthoptera, Heteroptera and Coleoptera were common species, which constituted the main body of the soil animal community of Kuncheng Lake in Changshu city. The density of soil animals had obvious surface aggregation and obvious seasonal variation. The seasonal changes and the moisture of the soil animal population showed that the negative correlation in the study plots of correlation coefficient was small. The number of seasonal changes of soil animal and soil temperature showed that a positive correlation was the main factor affecting the change of soil animal number season. Besides, the number of seasonal variations of relationship between soil animal and soil organic matter presented a negative correlation, which was obviously lagging behind.

Key words:farmland; soil animals; community structure; environmental factors

A Study on Seasonal Variation and Environmental Factors of Soil animals in the Vegetable Field of Kuncheng Lake in Changshu City

SU Yongchun, DU Juan, QIU Xiaoting, GOU Yingbo
（School of Biology and Food Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China）

Q958.15

A

1008-2794（2017）04-00104-04

2017-02-26

蘇永春，教授，研究方向：土壤生態(tài)學(xué)，E-mail：sych@cslg.edu.cn.