甜瓜連作種植降低中小型土壤動物多樣性及土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性

中圖分類號：S652 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2025）06-044-1

Continuous cropping of melon reduced the diversity of soil mesofauna and soil ecosystem multifunctionality

Ayijiamali ??ε Kudoureti，LIUYuxiang，PAN Weiping， ??ε Naijimiding，Saideerding ??ε Paerding， GUO

Jiang，MAO Liang，ZHANG Yihe，Ruxianguli ??μ Aitanmu

（TurpanAgricultural TechnologyExtensionCenter，Turpan838ooo，Xinjiang，China）

Abstract： Continuous cultivation of melons lead to deterioration of soil properties，the decrease of soil enzyme activity， the accumulationofself toxicsubstances，andchangesinmicrobialcommunitywhichinturnseriouslyendangerssilbio diversity.However，the impactofcontinuous croppingonsoilfaunaissillunclear.Takingthe habitatsof melon withdifferentplantingyears（1year，3years，7years，20years）asresearchobjects，themethodsoffieldinsurveyandindoorisolationidentification wereusedtoinvestigatethechanges incommunitycharacteristics，diversity，andecosytemmultifunctionalityof mesofauna，with a focus onexploring howthecontinuous planting processof melon afects mesofauna and ecosystemmultifunctionality.A totalof556soil mesofauna werecollcted in the studyarea，and thedominant groups were nematodes，collembola and mites，accounting for 75.72% of the total soil fauna abundance. The abundance， group numbersanddiversityofsoilmesofaunashowedanincreasing trendwiththedecreaseofsoilsalinity.However，the multifunctionalitydecreased with the extensionofcontinuous planting years.Theresults of redundancyanalysis（RDA）showed thatsoilorganicmatercontent，nitratenitrogencontent，vegetationcharacteristicsandsoilsalinitywerethemainfactors afecting the diversityofsoil mesofauna community inthestudyarea.Regresionanalysis showed thatamong the environmental factors，total salinity had the greatest impact on soil fauna diversity （plt;0.05） . The results of PLS-PM least-squares structure modelalsoshowed thatvegetation biomass hadadirectpositiveand significantimpactonecosystemmultifunctionality，andalsohadanindirectpositiveimpactonecosystemmultifunctionalitybyafectingthediersity of soil mesofauna. In conclusion， continuous planting of melon reduces the diversityof soil mesofauna and ecosystem multifunctionality，mainlyduetotheincreaseintotalsalinityanddecreaseinmelonbiomasscausedbylong-termcontinuousplanting.Resultsareof greatsignificance for the eficient，safe，andsustainable developmentof muskmelon industry in the northwest China.

Key words： Melon; Soil mesofauna; Community diversity; Continuous cropping; Ecosystem functionality

甜瓜，又名香瓜、哈密瓜，富含維生素、蛋白質(zhì)、水分以及礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分。由于甜瓜具有較高的銷量和良好的經(jīng)濟(jì)效益，如今已成為在我國廣泛種植的一種水果。但甜瓜多年連續(xù)種植會引起土壤特征發(fā)生變化，包括物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì)等，進(jìn)而導(dǎo)致土壤惡化。甜瓜連作使土壤中速效鉀和速效磷含量降低，速效氮含量升高，出現(xiàn)養(yǎng)分失衡[，造成土壤容重增大，總孔隙度減小，土壤板結(jié)，通氣透水性變差。與未種過甜瓜的土壤相比，連續(xù)種植的瓜地細(xì)菌豐富度和多樣性明顯降低，真菌多樣性顯著提高[。甜瓜連作種植過程中的土壤生物、非生物特性的變化不可避免地影響土壤動物生存環(huán)境及食物資源，進(jìn)而對其群落組成、多樣性，甚至對土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，筆者推測甜瓜連作障礙對土壤動物的影響機(jī)制包括以下三種：一是連作障礙導(dǎo)致的土壤結(jié)構(gòu)破壞，總孔隙度降低，土壤板結(jié)，直接影響土壤動物的生存環(huán)境，影響其生長發(fā)育和生存力。二是連作障礙導(dǎo)致的土壤有機(jī)質(zhì)含量和微生物多樣性降低會間接影響土壤動物的食物資源，進(jìn)而影響其群落結(jié)構(gòu)和多樣性。三是連作障礙導(dǎo)致土壤鹽度逐年升高，高鹽度對土壤動物產(chǎn)生滲透脅迫和生理脅迫，進(jìn)而影響其生存力。中小型土壤動物是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動過程中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，且其對環(huán)境變化高度敏感，是重要的指示生物[4。甜瓜在連作種植過程中，有關(guān)植被生物量、微生物多樣性、土壤性質(zhì)，特別是養(yǎng)分和總鹽度變化如何影響中小型土壤動物群落組成、多樣性，從而改變土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性的研究較少，目前仍然未知。鑒于此，筆者以不同種植年限（1年、3年、7年、20年）的甜瓜生境為研究對象，利用野外調(diào)查和室內(nèi)分離鑒定的方法，研究中小型土壤動物群落特征、多樣性及生態(tài)系統(tǒng)多功能性的變化，重點(diǎn)探討甜瓜連續(xù)種植過程如何影響中小型土壤動物及生態(tài)系統(tǒng)多功能性，以期為甜瓜連作土壤改良及甜瓜產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供重要支撐。

1材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2024年7月在吐魯番市高昌區(qū)二堡鄉(xiāng)古城村的甜瓜地塊進(jìn)行。試驗地塊種植的甜瓜品種為新疆葡萄瓜果開發(fā)研究中心培育的西州密25號。高昌區(qū)由于特殊的地理位置以及盆地內(nèi)的地形、地勢特點(diǎn)，形成了獨(dú)特的暖溫帶干旱荒漠氣候，具有干燥、高溫、多風(fēng)的特征，全年中1月最冷，7月最熱，氣溫年較差為 40.0～47.5^°C 。降水分布不均且季節(jié)差異大，是中國內(nèi)陸降水量最少且最干旱的地區(qū)之一，降水多為間歇性，持續(xù)性降水較少。氣候干燥，蒸發(fā)能力強(qiáng)，吐魯番市高昌區(qū)氣象站多年平均蒸發(fā)量（ 20cm 口徑蒸發(fā)器）為 2675mm ，最大年水面蒸發(fā)量高達(dá) 4107.2mm 。

1.2 試驗設(shè)計

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)4個處理，分別為種植1年（1Yr），種植3年（3Yr），種植7年（7Yr），種植20年 （20Yr） 生境，研究區(qū)域面積為13 340m² 。甜瓜收獲后，在不同種植年限甜瓜地下收集土壤及土壤動物樣本。中小型土壤動物每個生境內(nèi)選取4個重復(fù)樣方，大小為 5m×5m ，每個樣方之間距離 10m 以上，每個樣方內(nèi)隨機(jī)選取3個代表性的采樣點(diǎn)（每個采樣點(diǎn)的距離 gt;5m ），共采集4個樣地 ×4 個樣方 ×3 個重復(fù)，先去除地表植物，沿剖面 0～30cm 取樣。分別用直徑 5cm 和3.6cm 的不銹鋼采樣器，采集干生土壤動物樣品和濕生土壤動物樣品（體積為 100cm³. ，用自封袋封裝帶回實驗室處理。同時，使用 100cm³ 環(huán)刀取土，用于測定土壤理化性質(zhì)及酶活性。

1.3土壤動物分離與鑒定

干生和濕生中小型土壤動物分別使用Tullgren干漏斗和濕漏斗（濾網(wǎng)孔徑 5mm ，白熾燈功率 25W ）進(jìn)行分離 24h ，將分離出的土壤動物標(biāo)本保存于75% 的乙醇溶液中，隨后采用OLYMPUSSZX16體視鏡對所采集的中小型土壤動物進(jìn)行鑒定和計數(shù)。鑒定時參考土壤動物分類學(xué)方面的書籍，如尹文英的《土壤動物檢索圖鑒》《中國亞熱帶土壤動物》，鄭樂怡等的《昆蟲分類》等。所有的土壤動物一般都鑒定到科，個別土壤動物鑒定到目或者亞目。由于土壤動物的成蟲和幼蟲不僅在個體形態(tài)上存在較大差別，在生態(tài)功能上也不盡相同，因此統(tǒng)計時需將兩者分開。

1.4 測定指標(biāo)與方法

參考鮑士旦的方法測定土壤理化性質(zhì)。采用重鉻酸鉀容量法（外加熱法）測定土壤有機(jī)質(zhì)（soilorganicmatter，SOM）含量；采用硫酸消化法測定土壤全氮（totalnitrogen，TN）含量；采用0.01mol?L^-1 氯化鈣浸提法測定土壤硝態(tài)氮（nitratenitrogen，NN）和銨態(tài)氮（ammoniumnitro-gen，AN）含量;采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定土壤速效磷（availablephosphorus，AP）含量；采用梅特勒-托利多FiveEasyPluspH計測定pH;采用HANNAH12315電導(dǎo)率儀測定電導(dǎo)率（elec-tricalconductivity，EC）；采用干渣法測定總鹽度（TS）；采用 105^°C 烘干法測定土壤含水率（mois-turecontent，MC）。

8月10日，在甜瓜結(jié)果期，每塊地每個樣方內(nèi)隨機(jī)選擇5株甜瓜，用直尺測定株高，并將其地上部與地下部分隔開，用天平稱量地上部鮮質(zhì)量后，將地上部置于 105^°C 烘箱殺青 30min ，然后將溫度調(diào)至 65^°C 烘干 48h ，稱質(zhì)量即得地上部干質(zhì)量，即作為生物量，株高和干質(zhì)量均重復(fù)測定3次，取平均值。參照Wang等的方法測定葉片的氮（N）、磷（P）、鉀（K）含量。

1.5生態(tài)系統(tǒng)多功能性的評估

生態(tài)系統(tǒng)多功能性指數(shù)（EMF）使用平均值法進(jìn)行計算。選取甜瓜地上質(zhì)量（干質(zhì)量、鮮質(zhì)量）、土壤有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)含量、銨態(tài)氮含量、總氮含量、硝態(tài)氮含量、總磷含量、有效磷含量、β -葡萄糖苷酶活性、脲酶活性、堿性磷酸酶活性、葉片全氮含量、葉片全磷含量、葉片全鉀含量等15個生態(tài)系統(tǒng)功能指標(biāo)。這些指標(biāo)全面表征了生態(tài)系統(tǒng)積累、循環(huán)碳和營養(yǎng)物質(zhì)的能力。植物群落參數(shù)和種子產(chǎn)量能很好地表征生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力；土壤養(yǎng)分資源是養(yǎng)分循環(huán)和固存能力的良好標(biāo)志。在使用平均值法計算EMF之前，每個變量的原始數(shù)據(jù)使用 log₁₀ 轉(zhuǎn)換進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，然后對變量的Z分?jǐn)?shù)進(jìn)行平均，以獲得土壤多功能性指數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

土壤動物群落多樣性以Shannon-Wiener多樣性指數(shù) （H） 、Margalef豐富度指數(shù) （D） 、Simpson優(yōu)勢度指數(shù) （C） 、Pielou均勻度指數(shù) （J） 來表示，計算公式如下：

式中： n_i 為種 i 的個體數(shù)占群落總個體數(shù)的比例； s 為物種數(shù)； N 為全部種的個體數(shù)。中小型土壤動物類群優(yōu)勢度根據(jù)個體數(shù)占捕獲總量的百分比劃分各類群數(shù)量等級。個體數(shù)占捕獲總量 10% 以上的為優(yōu)勢類群（dominantgroup），介于 1%～10% 的為常見類群（commongroup）， 1% 以下的為稀有類群（rare group）。

采用單因素方差分析（one-wayANOVA）和LSD比較不同生境土壤動物多度、豐富度、環(huán)境因子及植物生物量的差異。為分析土壤動物群落的主要差異，基于R語言Vegan包進(jìn)行主坐標(biāo)分析（PCoA）來展示土壤動物在不同生境中的分布情況。使用R語言plspm包構(gòu)建偏最小二乘結(jié)構(gòu)模型（PLS-PM），篩選出影響土壤動物多樣性的環(huán)境因子，闡明不同種植年限甜瓜對中小型土壤動物的影響路徑。采用IBMSPSSStatistics19.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析；采用GraphpadParism8.0和R（Version4.3.1）軟件ggplot2繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1不同連作甜瓜生境中小型土壤動物群落數(shù)量及多樣性分析

所有樣地共捕獲中小型土壤動物556只，隸屬于2門4綱9目22個類群（表1）。土壤動物平均密度為5795只 ?m^-2 ，低于吉林省的松嫩草原鹽堿生境（平均密度為5876.5只 ?m^-2 ）[2]。其中種植20年生境 （20Yr） 密度最低，為2415只·?m^-2 ，種植3年生境（3Yr）密度最高，為10125只 ?m^-2 。土壤動物多度隨著種植年限的延長呈先增加后減少的趨勢，種植3年達(dá)到最高，然后逐年下降，到種植20年時土壤動物數(shù)量和類群數(shù)均為最低。各生境土壤動物數(shù)量大小順序為：種植3年的甜瓜生境（243只） ∣gt; 種植1年的甜瓜生境（158只） gt; 種植7年的甜瓜生境（97只） ∣gt; 種植20年的甜瓜生境（58只）。

不同種植年限生境中小型土壤動物多度和類群數(shù)差異如圖1所示，多重比較方差分析結(jié)果表明，不同種植年限甜瓜生境中小型土壤動物群落和優(yōu)勢類群多度、類群數(shù)均具有顯著差異。隨著種植年限的延長，中小型土壤動物群落多度呈先升高后降低的變化趨勢，其中種植3年生境的多度均顯著高于其他種植年限的生境（1年生境的彈尾目除外）。而中小型土壤動物群落類群數(shù)，1＼～7年生境逐漸降低但沒有顯著差異，而種植20年的類群數(shù)顯著低于其他處理。

土壤動物多樣性指數(shù)分析結(jié)果顯示（圖2），不同種植年限甜瓜生境的Shannon-Winner指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)和Mar-galef豐富度指數(shù)均存在一定差異。其中Shannon-Winner指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)變化趨勢基本一致，即甜瓜種植1年到種植20年整體上呈下降趨勢，種植1年生境的多樣性指數(shù)最高，種植20年生境則最低。而Pielou均勻度指數(shù)，種植3年生境顯著低于其他種植年限生境，說明種植3年的甜瓜地土壤動物分布不均勻。

2.2不同種植年限甜瓜生境中小型土壤動物群落組成

由圖3可知，不同種植年限甜瓜生境中小型土壤動物群落的組成存在差異。整體上看，線蟲、蜱螨目、彈尾目是土壤動物群落的優(yōu)勢類群，分別占土壤動物總個體數(shù)的 29.14% ， 24.82% 和 21.76% 。常見類群膜翅目蟻科占 5.76% ，雙翅目紋科占2.52% ，半翅目蚜總科占 1.98% ，鞘翅目隱翅蟲科占4.32% ，鞘翅目蟻甲科占 2.70% ，等足目鼠婦科占3.96% ，其他均為稀有類群。所有生境共發(fā)現(xiàn)11個土壤動物類群，包括線蟲、前期門亞目、甲螨亞目、等節(jié)跳蟲科、球角跳蟲科、蟻科、紋科、蚜總科、隱翅蟲科、蟻甲科、等足目鼠婦科等。圖6土壤動物多度與環(huán)境

圖1不同種植年限甜瓜生境中小型土壤動物多度和類群數(shù)變化 ig.1Changes in abundance and group number of soil mesofauna in different cropping fiel

為進(jìn)一步明確土壤動物分布情況，對不同種植年限甜瓜生境土壤動物群落組成進(jìn)行主坐標(biāo)分析（PCoA），結(jié)果（圖4）表明，不同種植年限甜瓜生境中小型土壤動物群落分布存在顯著差異 （plt;0.05） ，但從 95% 置信橢圓的重疊來看，各生境土壤動物群落組成亦具有一定的相似性。PCoA主坐標(biāo)分析的第一軸和第二軸分別解釋了 12.48%.10.68% 的土壤動物群落結(jié)構(gòu)變異。

2.3不同種植年限中小型土壤動物數(shù)量與環(huán)境因子的關(guān)系

如圖5所示，連續(xù)種植甜瓜，使土壤有機(jī)質(zhì)含量持續(xù)下降，種植20年生境有機(jī)質(zhì)含量顯著低于種植1年和種植3年生境。隨著甜瓜種植年限的延長，植被生物量呈先增加后減少的變化趨勢，種植3年生境顯著高于其他生境，而種植20年生境顯著低于其他生境。甜瓜連續(xù)種植期間，土壤總鹽度和電導(dǎo)率（EC值）持續(xù)上升，到種植20年時達(dá)到最高，且EC值顯著高于其他處理，而總鹽度與種植7年生境差異不顯著，但顯著高于種植1年和種植3年生境。種植7年和20年生境土壤硝態(tài)氮含量和pH顯著低于種植1年和3年生境，而土壤全氮含量、銨態(tài)氮含量及含水量在不同處理間均差異不顯著。

利用冗余分析（RDA）對土壤動物優(yōu)勢類群、常見類群與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果顯示（圖6），影響土壤動物優(yōu)勢類群和常見類群的主要環(huán)境因子為土壤有機(jī)質(zhì)含量、硝態(tài)氮含量、植被生物量和土壤總鹽度。研究區(qū)域中小型土壤動物群落與土壤有機(jī)質(zhì)含量、硝態(tài)氮含量和植被生物量呈顯著正相關(guān)，與土壤總鹽度呈顯著負(fù)相關(guān)。回歸分析結(jié)果表明（圖7），各環(huán)境因子中土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤總鹽度與土壤動物多度相關(guān)性最強(qiáng)。

2.4甜瓜連作對土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性的影響

甜瓜長年連續(xù)種植顯著降低土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性，與種植1年生境相比，種植3年生境降低了 14.91% ，種植7年生境降低了 28.81% ，種植20年生境降低了 32.60%% ，且均達(dá)到顯著差異水平（圖8）。

為明確各個環(huán)境因子和王壤動物多樣性影響生態(tài)系統(tǒng)多功能性的途徑，筆者進(jìn)行了最小偏二乘路徑模型分析（PLS-PM），結(jié)果顯示，植被生物量、土壤總鹽度、土壤養(yǎng)分含量、中小型土壤動物多樣性共同影響生態(tài)系統(tǒng)的多功能性，并解釋了生態(tài)系統(tǒng)多功能性總變異的 76.50% （圖9），其中植被生物量對土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性的直接正向影響最顯著（通路系數(shù)最高，為0.6456，植被生物量還通過影響土壤動物多樣性來間接正向調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)多功能性（通路系數(shù)為0.3497）。

圖6土壤動物多度與環(huán)境因子間相關(guān)性冗余分析Redundancy analysis（RDA）of soil mesofauna abundance and environmental facto

注：藍(lán)色線表示環(huán)境因子，紅色線表示土壤動物優(yōu)勢類群和常見類群，藍(lán)色線與紅色線之間的夾角小于 90^° 說明存在正相關(guān)性，大于 90^° 說明存在負(fù)相關(guān)性。線的長度越長說明相關(guān)性越強(qiáng)。SOM.土壤有機(jī)質(zhì)含量； NH₄. 銨態(tài)氮含量;TN.土壤全氮含量;TP.土壤全磷含量；AP.有效磷含量：WC.含水量：TS.總鹽度： NO₃. 硝態(tài)氮含量；Biomass.植被生物量；EC.導(dǎo)電率。Ne1.線蟲： 前期門亞目：Or4.甲螨亞目；Fo5.等節(jié)跳蟲科；Hy6.球角跳蟲科； En7 長跳蟲科；Fo9.蟻科； Cul9 隱翅蟲科； Ps21 蟻甲科： Po22 .鼠婦科。

Note：Theluelineprsntsoetalactors，teedieeprentsantdomonousfsoilnandgle the blue and red lines less than 90^° indicates positive correlation，while an angle greater than 90^° indicates negative correlation.The longer the length of the line，the stronger the correlation. SOM.Soil organic matter content; NH₄ .Soil ammonium content; TN. Soil total nitrogencontent; TP.Soil total phosphorus content;AP.Available phosphorus content;WC.Water content; TS.Total salinity; NO₃ .Soil nitrate-nitrogen content;Biomass.Plant dry mass;EC.Electric conductivity.Ne1.Nematode;Pr2.Prostigmata; Or4 .Oribatida;Fo5.Isophoridae;Hy6.Hypogastruridae;En7.Entomobryidae; Fo9.Formicidae; Cul9 Staphylinidae;Ps21.Pselaphidae;Po22.Porcellionidae.

3 討論與結(jié)論

同一種作物常年連續(xù)種植，最直接的影響就是土壤養(yǎng)分含量失衡，土壤性質(zhì)發(fā)生變化，這些特性可以進(jìn)一步強(qiáng)烈地影響土壤生物的組成和多樣性[13]。筆者的研究結(jié)果表明，甜瓜連續(xù)種植顯著改變了中小型土壤動物群落組成，這與前人連續(xù)種植改變土壤動物群落組成的結(jié)果一致[1415]。研究區(qū)域共發(fā)現(xiàn)線蟲、蜱螨目、彈尾目和蟻科等4個優(yōu)勢類群，其中，線蟲和蜱螨目的前氣門亞目在所有生境中均廣泛分布。線蟲作為地球上個體數(shù)量最多的動物[，分布范圍很廣，甚至在一些極端的環(huán)境，如高山、沙漠、南極和鹽堿地中都可發(fā)現(xiàn)。大部分前氣門亞目以真菌或藻類為食的物種，是機(jī)會主義者，能夠在受到干擾或資源轉(zhuǎn)變后迅速繁殖[，這些類群也常在一些極端生境下被發(fā)現(xiàn)，例如干熱沙漠地區(qū)[8和南極洲冰川[等。本研究冗余分析結(jié)果表明，前氣門亞目的多度與土壤總鹽度和EC值呈正相關(guān)，說明這些類群對鹽堿環(huán)境脅迫具有耐受性。相比于前氣門亞目，蜱螨目的甲螨亞目對干擾和脅迫敏感，它們多以凋落物以及其上附著的真菌為食[20]，因此在干擾強(qiáng)烈和甜瓜長勢弱的種植20年生境土壤中并未發(fā)現(xiàn)甲螨亞目。而甲螨亞目常常會成為未受干擾生境中的優(yōu)勢類群。研究區(qū)域發(fā)現(xiàn)的彈尾目對種植年限為1年和3年生境表現(xiàn)出一定偏好，可能是它們的習(xí)性所決定，彈尾類土壤動物是初級分解者，多生活在土壤表層或凋落物層中，主要取食凋落物和真菌[2]，因此，食物資源豐富的生境為它們提供良好的生存環(huán)境。

注：藍(lán)色線表示正相關(guān)，紅色線表示負(fù)相關(guān)，*表示顯著相關(guān)。GOF表示整體模型的預(yù)測能力。

Note：The blue line represents positive correlation，the red line represents negative correlation，and indicates significant correlation. GOF meanspredictiveabilityof thewholemodel.

筆者在本研究中還發(fā)現(xiàn)隨著甜瓜種植年限的延長，中小型土壤動物多度和多樣性顯著降低，主要表現(xiàn)在優(yōu)勢類群的變化上，其中線蟲變化最明顯，如種植20年生境土壤線蟲多度與種植1年生境土壤線蟲多度相比減少了 84.8% 。也有學(xué)者[22-23]發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，即線蟲對食物資源投入和干擾表現(xiàn)出高度敏感性。連續(xù)種植甜瓜能降低土壤動物多度和多樣性，一方面可能是逐年增加的土壤鹽分所致的高滲透壓和離子毒害對土壤動物的生存產(chǎn)生直接危害2；另一方面，隨著連續(xù)種植年限的延長，降低了有機(jī)質(zhì)、有效養(yǎng)分含量及微生物多樣性等均能間接負(fù)面影響土壤動物的生存、生長發(fā)育及食物資源，進(jìn)一步導(dǎo)致其多樣性降低[25]。RDA結(jié)果表明，土壤動物多度與有機(jī)質(zhì)含量、植被生物量、有效養(yǎng)分含量呈正相關(guān)，與土壤總鹽度、EC值呈顯著負(fù)相關(guān)。PLS-PM最小偏二乘結(jié)構(gòu)模型分析結(jié)果表明，甜瓜長年連續(xù)種植主要是通過提高土壤總鹽度來負(fù)面影響中小型土壤動物多樣性（鹽度通路系數(shù)最高，-0.5173）。

有趣的是，隨著甜瓜種植年限的延長，土壤動物多度和多樣性不是持續(xù)下降的，而是呈先增加后減少的趨勢，種植3年顯著高于其他處理。這可能是因為種植1年至3年，土壤植被生物量、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的增加，提高了土壤C、N含量，進(jìn)一步增加土壤動物的食物來源，從而對土壤動物產(chǎn)生自下而上的調(diào)節(jié)[2]。

隨著甜瓜連作種植年限的延長，土壤生態(tài)系統(tǒng)多功能性逐年顯著降低，這與Zheng等[2的研究結(jié)果一致。原因可能是連作障礙導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)退化[2和微生物多樣性降低[2]，但本試驗未對研究區(qū)域的微生物變化進(jìn)行研究，未能確定微生物變化對土壤和土壤動物變化的影響。最小偏二乘模型路徑分析結(jié)果表明，隨著甜瓜連續(xù)種植，植被生物量的變化直接正向顯著影響生態(tài)系統(tǒng)多功能性或者通過影響中小型土壤動物多樣性而間接正向顯著影響生態(tài)系統(tǒng)的多功能性。

綜上所述，甜瓜連續(xù)種植顯著改變中小型土壤動物群落組成，降低群落多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多功能性。隨著甜瓜連續(xù)種植，土壤動物多樣性呈先增加后減少的趨勢，種植3年時最高，而種植20年時最低。植被生物量、土壤有機(jī)質(zhì)含量、硝態(tài)氮含量和總鹽度為研究區(qū)域影響中小型土壤動物多樣性的主要因子。甜瓜連續(xù)種植期間，植被生物量的減少直接降低生態(tài)系統(tǒng)多功能性或者通過減少土壤動物多樣性來間接降低生態(tài)系統(tǒng)的多功能性。這些研究結(jié)果表明，提高植物生物量和保護(hù)土壤動物多樣性是改善土壤質(zhì)量和連作甜瓜土壤多功能性的有效策略，同時也有助于建立可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

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