茂蘭保護區漏斗森林大型土壤動物多樣性研究

白 露， 蘭洪波, 宋麗莎， 劉衛文， 覃池萍

(1.黔南民族師范學院，貴州都勻 558000；2.貴州茂蘭國家級自然保護區管理局，貴州荔波 558400)

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茂蘭保護區漏斗森林大型土壤動物多樣性研究

白 露1， 蘭洪波2, 宋麗莎1， 劉衛文1， 覃池萍2

(1.黔南民族師范學院，貴州都勻 558000；2.貴州茂蘭國家級自然保護區管理局，貴州荔波 558400)

2013年7～10月對茂蘭喀斯特漏斗森林內的大型土壤動物進行調查。結果表明，共采集到大型土壤動物樣本15 808只， 隸屬3門7綱20目，其中優勢類群為膜翅目和鞘翅目，常見類群為蜘蛛目、盲蛛目、蜱螨目、蜚蠊目、同翅目、彈尾目、等足目、腹足類、唇足類、倍足類、直翅目，其余類群為稀有種群。生境結構的不同導致土壤動物在種群結構、數量、多樣性、均勻度、優勢度上存在顯著差異。

茂蘭喀斯特漏斗森林；大型土壤動物；多樣性

大型土壤動物是土壤生態系統中的重要組成部分，對土壤肥力保持和土壤生產力的提高具有重要作用，作為指示生物，在土壤質量評價中的地位日益顯現[1]。近幾年喀斯特地區水土流失和石漠化問題逐漸引起人們的關注，喀斯特生態系統退化的一個表現形式是森林土壤的退化，喀斯特森林土壤退化的一個表現形式則是土壤生物減少和消失，喀斯特土壤中存在大量土壤動物，土壤動物是土壤生態系統中的主要消費者，也是土壤質量改善的主要貢獻者，所以大型土壤動物可作為土壤生態環境條件變化的生物學指示。 目前對土壤動物的研究很多[2-6]，但對喀斯特地區土壤動物的研究相對薄弱[7-10],對喀斯特漏斗森林大型土壤動物的研究尚屬空白，為此，筆者以茂蘭喀斯特漏斗森林為研究對象，以大型土壤動物與環境之間的關系為基礎，探討了大型土壤動物的多樣性特征，旨在為喀斯特森林生態系統保護提供理論依據。

1 研究區域與研究方法

1.1 研究區概況茂蘭喀斯特森林位于貴州省荔波縣南部，與廣西木論國家級自然保護區毗鄰，地理位置為107°52′10″～108°54′40″E、25°09′20″～25°20′50″N。面積212.85 km2,森林覆蓋率達87.3%，處于貴州高原向廣西丘陵平原過渡的斜坡地帶，地勢西北高東南低。平均海拔550～850 m，年平均氣溫15.3 ℃，年氣溫差18.3 ℃，全年降水量在1 750～1 950 mm，年平均濕度83%左右，年日照平均為1 272.8 h；屬于中亞熱帶季風濕潤氣候。區內土壤以黑色石灰土為主，持水量較低，地表水缺乏。土壤富鈣和富鹽基化，pH為6.5～8.0。

1.2 方法

1.2.1采樣地的設置。2013年7～10月，在茂蘭保護區涼水井漏斗森林根據海拔梯度選擇4個樣地(即A、B、C、D)。

1.2.1.1樣地A。地理位置：107°65′49″ E、25°17′42″N，海拔448 m，主要植被：長梗羅傘(Brassaiopsisglomerulata)、木姜子(Litseacubeba)、粗絲木(Gomphandratetrandra)、海桐(Pittosporumtobira)、光葉石楠(Photiniaglabra)、尖葉四照花(Dendrobenthamiaangustata)、樸樹(Celtissinensis)、多脈榆(UlmuscastaneifoliaHems)、青岡(Cyclobalanopsisglauca)、絲栗栲(Castanopsisfargesii)、冬青(Ilexchinensis)、衛矛(Euonymusalatus)、九里香(Murrayaexotica)、石巖楓(Mallotusrepandus)、棕竹(Rhapisexcelsa)、香葉樹(Linderacommunis)、齒葉鐵仔(Myrsinesemiserrata)、菝葜(Smilaxchina)、冷水花(Pileacadierei)、樓梯草(Elatostemaumbellatum)、魔芋(Amorphophalluskonjac)、茜草(Rubiacordifolia)、虎耳草(Saxifragastolonifera)、石蒜(Lycorisradiata)。

1.2.1.2樣地B。地理位置：107°65′40″E、25°17′33″N，海拔625 m，主要植被：青岡、圓果化香(Platycaryalongipes)、裂果衛矛(Euonymusdielsianus)、光葉櫸(Zelkovaserrata)、黃棉木(Metadinatrichotoma)、山杜英(Elaeocarpussylvestris)、翅莢香槐(Cladrastisplatycarpa)、小葉女貞(Ligustrumquihou)、皺葉海桐(Pittosporumcrispulum)、九里香、冷水花、莎草(Herbofnutgrass)、江南卷柏(Moellendorf′sspikemossHerb)、石韋(Pyrrosialingua)、翠云草(Selaginellauncinata)。

1.2.1.3樣地C。地理位置：107°56′36″E、25°17′36″N，海拔748 m，主要植被：光葉海桐(Pittosporumglabratum)、光葉櫸、傘花木(Eurycorymbuscavaleriei)、天仙果(Ficuserecta)、欏木石楠(Photiniadavidsoniae)、火棘(Pyracanthafortuneana)、漆樹(Toxicodendronvernicifluum)、飛蛾槭(Aceroblongum)、化香(Platycaryastrobilacea)、南酸棗(Choerospondiasaxillaris)、黃連木(Pistaciachinensis)、三葉巖爬藤(Tetrastigmahemsleyanum)、八角楓(Alangiumchinense)、藍天竹(Nandinadomestica)、鉤刺雀梅藤、紫麻(Oreocnidefrutescens)、光枝勾兒茶(Berchemiapolyphylla)、十大功勞(Mahoniafortunei)、翠云草、石蒜、苔草(Carextristachya)。

1.2.1.4樣地D。地理位置：107°56′33″E、25°17′35″N，海拔844 m，主要植被：圓葉烏桕、腺葉山帆、裂果衛矛(Euonymusdielsianus)、化香、光葉海桐、多脈青岡(Cyclobalanopsismultinervis)、刺五茄(Acanthopanaxsenticosus)、水冬瓜(Alnuscremastogyne)、青岡櫟、鵝耳櫪(Carpinusturczaninowii)、圓果化香、齒葉黃皮(Clausenadunniana)、漆樹、野桐(Mallotusjaponicus)、大葉黃金、厚果崖豆藤(Millettiapachycarpa)、鉤刺雀梅、九里香、短圓葉衛矛、齒葉鐵仔、飛蛾槭(Aceroblongum)、小花青風藤、十大功勞、江南卷柏、苔草、莎草、冷水花、石韋、鳳尾蕨(Pteriscretica)、腎蕨(Nephrolepisauriculata)。

1.2.2取樣。采用陷阱法收集。利用一次性塑料水杯，在每個樣地隨機選取5個樣方，每個樣方埋20個塑料杯(塑料杯直徑7 cm，高10 cm)，杯口低于地面5 cm，在杯內放入少量酒精。每隔0.5 m埋杯1個，每次埋杯之后2 d收集一次。埋杯時，把見到的土壤動物用手揀法收集，用70%乙醇殺死固定，帶回實驗室分類鑒定。

1.2.3鑒定。土壤動物鑒定主要依據《中國土壤動物檢索圖鑒》、《中國亞熱帶土壤動物》及《茂蘭景觀昆蟲》。

1.2.4數據分析。

式中，S為類群數;N為個體總數;Pi為土壤動物第i類的個體數占總個體數的比例。

2 結果與分析

2.1 大型土壤動物的組成及數量在4個樣地中共采集到標本15 808個，分別隸屬3門7綱20目(表1)。其中以膜翅目和鞘翅目數量最多，為優勢種群，分別占個體總數的44.06%和13.63%；其次是蜘蛛目、盲蛛目、蜱螨目、唇足類、倍足類、等足類、半翅目、直翅目、蜚蠊目、同翅目、彈尾目、腹足類12個類群，個體總數占總個體數的38.70%，為常見類群；革翅目、鱗翅目、石蛃目、等翅目、纓翅目、寡毛類6個類群為稀有類群，個體數占個體總數的3.61%。且有些類群只分布在1～2個生境內。優勢類群和常見類群共占個體總數的96.39%，構成了茂蘭喀斯特漏斗森林大型土壤動物群落的主要成分，對大型土壤動物群落特征起著決定性作用。

2.2 大型土壤動物多樣性分析不同生境條件下，大型土壤動物的群落組成有所差異(表2)，類群數為A樣地(20)、B樣地(17)、C樣地(15)、D樣地(12)；個體數大小依次為A樣地(5 103)、D樣地(4 443)、B樣地(3 102)、C樣地(3 012)。多樣性指數大小排序為樣地A、樣地B、樣地C、樣地D，其中樣地A的土壤動物類群數多，多樣性指數最高(2.291 9)，D樣地多樣性指數最低(1.480 8)，這與土壤動物類群數的排序是一致的；均勻度指數大小排序為樣地A、樣地B、樣地C、樣地D，其中樣地A均勻度指數最高(0.765 1)，表明土壤動物的類群分布較均勻,樣地D均勻度指數最低(0.595 9)，表明其土壤動物類群分布的均勻度偏低；優勢度指數大小排序為樣地D、樣地C、樣地B、樣地A，說明樣地D的優勢種群較集中(0.360 2)。群落優勢度指數反映優勢種群的集中程度，與多樣性及均勻性指數相反。生態優勢度、均勻度和物種多樣性指數有密切關系，一般而言，多樣性指數越高，生態優勢度越小，均勻度越高。多樣性指數受生境的影響較大。

表1 大型土壤動物的類群及數量 個

注：“+++”表示優勢種群 (>10%)；“++”為常見種群 (1%～10%)；“+”表示稀有種群(<1%)。

表2 各樣地大型土壤動物群落的幾種重要指標

2.3 相似性分析大型土壤動物類群的組成通常因生境不同而不同。由表3可知，4個樣地大型土壤動物相似指數都較大，說明它們之間的相似程度都很大，其中B樣地和C樣地土壤動物相似度最高(0.937 5)，C樣地和D樣地相似度最小(0.740 7)，都達到中等相似的程度。在研究的4個樣地中，大型土壤動物在類群數和個體數上雖存在一定差異，但它們之間的群落相似性很高，說明它們之間共有的類群數很多，同時也反映了喀斯特漏斗森林不同植被下大型土壤動物組成和結構較相近，喀斯特漏斗森林結構復雜多樣。

表3 不同生境土壤動物組成相似性比較

注：大于0.75表示極其相似；0.75～0.50表示中等相似；0.50～0.25表示中等不相似；小于0.25表示極不相似。

2.4 大型土壤動物群落月變化由圖1可知，8月份最多，共采集到樣本4 604個，10月份最少，共采集到樣本數2 793個。7、8月大型土壤動物個體數相當，到9、10月大型土壤動物的個體數呈依次遞減趨勢。由此表明，由于月份的不同導致生境的差異和大型土壤動物生物學特性的差異，使得大型土壤動物在不同月份的生境中，個體總數存在明顯差異。

3 結論

大型土壤動物是茂蘭喀斯特漏斗森林土壤動物的重要組成部分，該次調查共采集到樣本15 808個，隸屬3門7綱20目。優勢類群為膜翅目和鞘翅目，其中膜翅目蟻科昆蟲數量占有絕對優勢，說明其在土壤動物組成中至關重要。

由于生境的異質性，導致不同生境大型土壤動物群落特征存在一定差異，共有的類群反映了適應大環境的大的區域分布規律，不同類群反映了各小環境的特殊性。

茂蘭喀斯特漏斗森林大型土壤動物個體數月變化明顯，因而使得不同樣地生境大型土壤動物個體總數相應表現出明顯的月份動態差異，大型土壤動物個體數的月變化特點反映了它與環境的適應性。

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Diversity of Macro Soil Animals of Karst Funnel Forest in Maolan Reserve

BAI Lu1, LAN Hong-bo2, SONG Li-sha1et al

(1. Qiannan Normal College for Nationalities, Duyun, Guizhou 558000; 2. Management Department of Maolan Nature Reserve in Guizhou, Libo, Guizhou 558400)

From July to October, 2013, the macro soil animals communities under four habitats in Karst funnel forest in Maolan were studied. There are a total of 15 808 macro soil animals, belong to 20 order 7 classes and 3 phyla. The dominant orders were Coleoptera and Hymenoptera, while the frequent orders were Araneida, Opiliones, Acari, Blattaria, Homoptera, Collembola, Isopoda, Gastropods, Orthoptera, Diplopods and others were rare orders.The results proved that different habitat structure lead to macro soil animal in different population structure, quantity, diversity, evenness and dominance.

Maolan Karst funnel forest; Macro soil animals; Diversity

貴州省自然科學基金項目(黔科合J字 [2013]2135)；國土資源部巖溶生態系統與石漠化治理重點實驗室開放課題(KERDC201302)；貴州省林業廳科技人才專項(黔林科合J字 [2013] 10號)。

白露(1992- )，女，貴州荔波人，本科生，專業：生物科學。

2014-12-02

S 759.9

A

0517-6611(2015)02-088-02