陳 璐，海 棠

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，草地資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼草栽培、加工與高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 內(nèi)蒙古自治區(qū)草地管理與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019)

錫林郭勒草原是我國北方重要的生態(tài)屏障，近年來，露天煤礦的開采直接造成其地表植被破壞，加劇了草原水土流失〔1，2，3〕。露天煤礦開采會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢棄剝離物，這些剝離物露天堆放于草原上而形成的排±場，占?jí)翰菰?，破壞草原地表植被，?dǎo)致礦區(qū)水土流失加劇〔4，5，6〕，使原本脆弱的草原生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化。這些問題已引起學(xué)者們的高度關(guān)注〔7，8〕，礦區(qū)生態(tài)修復(fù)已成為生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一〔7，8，9〕。

錫林郭勒露天煤礦在開采的同時(shí)，也進(jìn)行著礦區(qū)植被恢復(fù)工作，但礦區(qū)恢復(fù)程度如何？需要我們?nèi)ピu(píng)價(jià)，需要找出最敏感的評(píng)價(jià)指標(biāo)。以往礦區(qū)土壤健康評(píng)價(jià)指標(biāo)主要用植物種類、土壤理化性質(zhì)、土壤微生物量、土壤微生物類群、土壤重金屬等方面，缺乏土壤動(dòng)物方面指標(biāo)的研究〔10，11，12〕。

土壤動(dòng)物是陸地生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的要素之一，在草地放牧、施肥等不同干擾方式的土壤擾動(dòng)、修復(fù)及土壤健康評(píng)價(jià)中，都把土壤線蟲作為草地土壤評(píng)價(jià)的生物指標(biāo)之一〔13，14，15，16〕。那么，土壤小型動(dòng)物-線蟲是否可以成為指示礦區(qū)排土場土壤健康評(píng)價(jià)的敏感指標(biāo)之一？需要我們?nèi)ヌ剿骱脱芯?，也有必要且必須從土壤?dòng)物角度去研究評(píng)價(jià)礦區(qū)排土場土壤的恢復(fù)狀況。

非植物寄生線蟲是土壤中的有益線蟲，主要包括食細(xì)菌線蟲、食真菌線蟲及雜食捕食類線蟲，參與土壤有機(jī)質(zhì)的礦化。食細(xì)菌線蟲、捕食性線蟲直接和間接的貢獻(xiàn)了8%～19%的氮礦化。因此土壤中食細(xì)菌線蟲、食真菌線蟲的比例影響土壤礦化氮的含量，從而影響土壤健康〔14〕。

研究礦區(qū)不同恢復(fù)方式下土壤非植物寄生線蟲的種類、數(shù)量、優(yōu)勢度等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)排土場的土壤恢復(fù)狀況，為以土壤線蟲來評(píng)價(jià)礦區(qū)排土場的植被恢復(fù)過程提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)自然概況

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

錫林郭勒勝利煤田西一號(hào)露天礦南排土場。排土場平均相對(duì)高度為32m，平均坡度43°，呈階梯形狀，共分為4個(gè)坡面3個(gè)平臺(tái)；其平臺(tái)比較平坦，地勢高差3.5m。

1.2 排土場植被恢復(fù)方式

排土場植被恢復(fù)方式如表1所示。

表1 排土場植被恢復(fù)方式

注：“生物芭”是由枯條、沙棘、沙柳等生物質(zhì)材料編制成的網(wǎng)格狀矩形籬笆，是針對(duì)礦土排坡度大、土質(zhì)疏松、土壤貧瘡，且氣候常年干旱等因素，在生態(tài)治理中采用的一種護(hù)坡綠化的新型生物質(zhì)材料。前已在露天煤礦排土場邊坡植被恢復(fù)中大量使用。

1.3 取樣方法

在每種處理樣地內(nèi)以Z字型取樣，取10個(gè)樣點(diǎn)，取樣深度0～10cm、10～20cm，將10個(gè)樣點(diǎn)同一土層的土混在一起，從中取200克土分離線蟲。

1.4 線蟲分離方法

土樣采用改良貝曼淺盤法分離線蟲，參照線蟲分類檢索圖將線蟲鑒定到屬，在光學(xué)顯微鏡下將土壤線蟲分類。在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行科屬鑒定。根據(jù)線蟲的取食習(xí)性和食道特征可將其劃分為食細(xì)菌線蟲、食真菌線蟲、和捕食、雜食線蟲等3個(gè)類群。

本硏究所做實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010軟件做計(jì)算、列表、作圖。數(shù)據(jù)分析時(shí)采用SAS分析軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果分析

2.1 礦區(qū)排土場不同恢復(fù)方式對(duì)非植物寄生線蟲種類(屬)及優(yōu)勢度的影響

試驗(yàn)區(qū)共分離到37屬線蟲。植被恢復(fù)區(qū)0～10、10～20cm處土壤中，頭葉屬(Cephalobus)、真頭葉屬(Eucephalobus)、擬麗突屬(Acrobeloides)、板唇屬(Chiloplacus)、鹿角唇屬(Cervidellus)、滑刃屬(Aphelenchoides)、真滑刃屬(Aphelenchus)、偽墊刃屬(Nothotylenchus)、孔咽屬(Aporcelaimus)普遍存在，而4年種植恢復(fù)區(qū)及8年種植恢復(fù)區(qū)中出現(xiàn)了中桿屬(Mesorhabditis)、小桿屬(Rhabditis)、麗突屬(Acrobeles)、繞線屬(Chrysonema)、角繞線屬(Ceraloplectus)、似繞線屬(Anaplectus)、偽墊刃屬(Nothotylenchus)、螯屬(Pungentus)、墊咽屬(Tylencholaimus)、大矛屬(Enchodelus)、真矛線屬(Eudorylaimus)、盤咽屬(Discolaimus)、細(xì)齒屬(Leptonchus)，而無恢復(fù)區(qū)沒有出現(xiàn)(表1)，說明礦區(qū)排土場植被恢復(fù)方式影響礦區(qū)排土場的土壤線蟲種類組成。

表2 不同恢復(fù)方式對(duì)非植物寄生線蟲種類(屬)及優(yōu)勢度

注1：各類群數(shù)量優(yōu)勢度的劃分: 個(gè)體數(shù)占總捕獲量 10%以上者為優(yōu)勢類群(+++) ,個(gè)體數(shù)占總捕獲量1%～10%為常見類群(++) ,個(gè)體數(shù)占總捕獲量 1%以下為稀有類群(+)。

注2：“-”代表沒有分離到線蟲。

2.2 礦區(qū)排土場不同恢復(fù)方式非植物寄生線蟲優(yōu)勢屬及屬數(shù)的變化

2.2.1 優(yōu)勢屬的變化

0～10cm深度的土壤中，恢復(fù)4年的非植物寄生線蟲優(yōu)勢屬種類有：擬麗突屬(Acrobeloides)、板唇屬(Chiloplacus)、鹿角唇屬(Cervidellus)、麗突屬(Acrobeles)；恢復(fù)8年的非植物寄生線蟲優(yōu)勢屬種類有：真滑刃屬(Aphelenchus)、孔咽屬(Aporcelaimus)、真矛線屬(Eudorylaimus)；天然草地的非植物寄生線蟲優(yōu)勢屬種類有：擬麗突屬(Acrobeloides)、鹿角唇屬(Cervidellus)、真滑刃屬(Aphelenchus)；無恢復(fù)區(qū)的非植物寄生線蟲優(yōu)勢屬種類有：擬麗突屬(Acrobeloides)、真滑刃屬(Aphelenchus)。

10～20cm深度的土壤中，恢復(fù)4年區(qū)非植物寄生線蟲優(yōu)勢屬種類有：擬麗突屬(Acrobeloides)、麗突屬(Acrobeles)；恢復(fù)8年區(qū)優(yōu)勢屬種類有：擬麗突屬(Acrobeloides)、鹿角唇屬(Cervidellus)、孔咽屬(Aporcelaimus)；天然草地優(yōu)勢屬種類有：鹿角唇屬(Cervidellus)；無恢復(fù)區(qū)優(yōu)勢屬種類有：擬麗突屬(Acrobeloides)。

0～10cm土層中恢復(fù)4年、恢復(fù)8年及天然草地的優(yōu)勢屬數(shù)均為3個(gè)，而無恢復(fù)區(qū)為2個(gè)。10～20cm土層中恢復(fù)8年區(qū)優(yōu)勢屬為3個(gè)，而恢復(fù)4年區(qū)優(yōu)勢屬為2個(gè)，天然草地及無恢復(fù)區(qū)優(yōu)勢屬分別為1個(gè)。植被恢復(fù)過程方式增加了不同土層土壤線蟲優(yōu)勢屬的數(shù)量(表1)。

2.2.2 屬數(shù)的變化

0～10cm：礦區(qū)排土場無恢復(fù)措施的非植物寄生線蟲屬數(shù)為12屬，恢復(fù)4年的非植物寄生線蟲屬數(shù)為26屬，恢復(fù)7年的非植物寄生線蟲屬數(shù)為20屬，天然草地的非植物寄生線蟲屬數(shù)為19屬。采取恢復(fù)措施的礦區(qū)排土場非植物寄生線蟲屬數(shù)高于沒有采取恢復(fù)措施區(qū)(圖1)。

10～20cm：無恢復(fù)措施的非植物寄生線蟲屬數(shù)為10屬，恢復(fù)4年的非植物寄生線蟲屬數(shù)為19屬，恢復(fù)7年的非植物寄生線蟲屬數(shù)為24屬，天然草地的非植物寄生線蟲屬數(shù)為16屬。采取恢復(fù)措施的礦區(qū)排土場的非植物寄生線蟲屬數(shù)顯著高于無恢復(fù)措施的排土場非植物寄生線蟲屬數(shù)，而且采取恢復(fù)措施的非植物寄生線蟲屬數(shù)，在10～20cm深度的土層中，屬數(shù)變化幅度小(圖1)。

而通過對(duì)比同一恢復(fù)方式的不同土層，0～10cm土層的非植物寄生線蟲屬數(shù)要高于10～20cm土層的非植物寄生線蟲屬數(shù)。其中無恢復(fù)措施的非植物寄生線蟲屬數(shù)變化尤為明顯。

2.3 礦區(qū)排土場不同恢復(fù)方式非植物寄生線蟲數(shù)量的變化

在0～10cm土層，無恢復(fù)措施的礦區(qū)排土場非植物寄生線蟲總數(shù)量為60.65條/100g干土，恢復(fù)4年的非植物寄生線蟲數(shù)量為88.65條/100g干土，恢復(fù)8年的非植物寄生線蟲數(shù)量為90.99條/100g干土，而天然草地的非植物寄生線蟲數(shù)量為70.70條/100g干土。恢復(fù)4年、恢復(fù)8年、天然草地非植物寄生線蟲數(shù)量顯著高于無恢復(fù)區(qū)(P<0.05)(圖2)。

在10～20cm土層，無恢復(fù)措施的礦區(qū)排土場非植物寄生線蟲總數(shù)量為40.7條/100g干土，恢復(fù)4年的非植物寄生線蟲數(shù)量為62.33條/100g干土，恢復(fù)8年的非植物寄生線蟲數(shù)量為90.63條/100g干土，而天然草地的植物寄生線蟲數(shù)量為52.98條/100g干土。具有恢復(fù)措施的礦區(qū)排土場的非植物寄生線蟲數(shù)量顯著高于無恢復(fù)措施的礦區(qū)排土場非植物寄生線蟲數(shù)量(P<0.05)(圖2)。

2.4 礦區(qū)排土場不同恢復(fù)方式非植物寄生線蟲cp值的變化

土壤線蟲cp值體現(xiàn)線蟲的生活史對(duì)策。從礦區(qū)排土場不同的恢復(fù)方式非植物寄生線蟲種類cp值的變化來看，主要是cp值為2和4的線蟲。cp值為4的墊咽屬、瘤咽屬、細(xì)齒屬、大矛屬、真矛屬線蟲出現(xiàn)在植被恢復(fù)區(qū)及天然草地，而無恢復(fù)區(qū)未出現(xiàn)。cp值為3的類隱咽屬(Paraphanolaimus)只出現(xiàn)在了天然草地中。而天然草地有cp1、cp2、cp3、cp4、cp5類群線蟲，而無恢復(fù)區(qū)只有cp1、cp2、cp5類群線蟲。說明天然草地的土壤線蟲cp值種類是完整的，其次為植被恢復(fù)區(qū)，最不完整的為無恢復(fù)區(qū)(圖3)。

3 討論

學(xué)者們認(rèn)為土壤線蟲種類及數(shù)量與地上植物有密切的關(guān)系〔16〕，本研究中植被恢復(fù)區(qū)土壤線蟲種類及數(shù)量高于無恢復(fù)區(qū)，4年種植恢復(fù)區(qū)及8年種植恢復(fù)區(qū)中出現(xiàn)了中桿屬(Mesorhabditis)、小桿屬(Rhabditis)、麗突屬(Acrobeles)、繞線屬(Chrysonema)、角繞線屬(Ceraloplectus)、似繞線屬(Anaplectus)、偽墊刃屬(Nothotylenchus)、螯屬(Pungentus)、墊咽屬(Tylencholaimus)、大矛屬(Enchodelus)、真矛線屬(Eudorylaimus)、盤咽屬(Discolaimus)、細(xì)齒屬(Leptonchus)線蟲，而無恢復(fù)區(qū)沒有出現(xiàn)?；謴?fù)區(qū)出現(xiàn)的線蟲多數(shù)為食細(xì)菌線蟲，吳紀(jì)華等認(rèn)為，食細(xì)菌線蟲和食真菌線蟲都有助于土壤氮素等養(yǎng)分礦化,從而促進(jìn)植物生長〔14〕。種植豆科植物可以增加土壤微生物生物量，微生物量的增加促進(jìn)了食細(xì)菌線蟲的增長〔17〕。

恢復(fù)4年區(qū)和恢復(fù)8年區(qū)新出現(xiàn)了cp值為4的線蟲，表明植被恢復(fù)能夠逐漸改善土壤線蟲結(jié)構(gòu)的完整性。礦區(qū)排土場試驗(yàn)區(qū)0～10cm土壤線蟲數(shù)量高于10～20cm處，具有聚表型。

4 結(jié)論

(1)礦區(qū)排土場不同恢復(fù)方式影響非植物寄生線蟲種類及數(shù)量，植被恢復(fù)區(qū)土壤線蟲種類、數(shù)量高于無恢復(fù)區(qū)，種植植物使礦區(qū)排土場的土壤線蟲種類及數(shù)量增加。

(2)礦區(qū)排土場不同恢復(fù)方式影響非植物寄生線蟲優(yōu)勢屬種類及數(shù)量。0～10cm土層中，恢復(fù)4年、恢復(fù)8年及天然草地的優(yōu)勢屬數(shù)均為3個(gè)，而無恢復(fù)區(qū)為2個(gè)。10～20cm土層中，恢復(fù)8年區(qū)優(yōu)勢屬為3個(gè)，而恢復(fù)4年區(qū)優(yōu)勢屬為2個(gè)，天然草地及無恢復(fù)區(qū)優(yōu)勢屬分別為1個(gè)。

(3)礦區(qū)排土場種植植物恢復(fù)區(qū)出現(xiàn)土壤線蟲cp值為4的線蟲，而無恢復(fù)區(qū)沒有此類線蟲