黄河下游典型农区中小型土壤动物的生态分布和季节动态

发布时间：2017-11-08 13:12

  本文关键词：黄河下游典型农区中小型土壤动物的生态分布和季节动态

  更多相关文章： 农业生态系统 中小型土壤动物 生物多样性 环境因子 主导因子 生态系统服务 生物迁移 黄河下游典型地区

【摘要】：生物多样性是制约生态系统服务发挥的关键因素之一。生物多样性也是景观流的基础,它对生态系统服务中的气候调节、水土保持、土壤肥力、物质生态的质和量、生物控制等都有重要的作用。农业生态系统的持续健康发展是离不开生物多样性的,非农生物的生存同样也离不开农业景观。农业景观中的自然、半自然生境(如农田边界、林地、树篱和沟渠等)对栖息于内的动物有重要的影响。本研究选取黄河下游平原地区——封丘县的农业生态系统为研究对象,于2014年的4、7、9和11月和2015年4月采用Tullgren漏斗法分离环刀土样的方法对该区的农田、林地、金银花地、树莓地和蔬菜地内的中小型土壤动物进行了相关的调查取样。每季每种生境类型均设置20个典型样方,每个样方之间间隔10 m,采用蛇形采样法采集土壤样品(土壤类型均为潮土)进行分析,且在每个取样点采用法瑞学派1×1 m2的样方法对植被进行调查。首先,研究采用了α多样性指数(丰富度指数、均匀度指数、香农多样性指数、辛普森多样性指数)、类群丰富度和类群多度分析了不同生境类型内中小型土壤动物多样性的季节差异。2014全年共捕获中小型土壤动物44个类群共6231头,优势种群(多度大于总捕获数10%的类群)共4种,分别为隐翅甲科(Oxytelus Batiuculus)、辐螨亚目(Actinetidida)、花蝽科(Anthocoridae)和甲螨亚目(Oribatida)。常见类群(多度大于1%小于10%的类群)共12种,分别为球角跳科(Hypo-gastridae)、等节跳虫科(Isotomidae)、跳虫科(Poduridae)、蚁科(Formicidae)、葬甲科(Silphidae)、拟花蚤科(Melyridae)、长角跳科(Entomobriyidae)、双翅目幼虫(Diptera Larvae)、丸甲科(Byrrhidae)、切叶蚁亚科(Myrmicinae)、叶蝉科(Cicadellidae)和苔甲科(Staphylinoidea)。其余的28个类群为稀有类群(多度小于1%)。从总体上来看,夏季中小型土壤动物的多样性最高;在春、夏、秋三季,农田内土壤动物的多样性要普遍高于其它几种生境类型,且多样性指数显示,在农田中土壤动物的多样性差异较低,平均丰富度较高,群落分布的均匀程度也较高,是土壤动物空间分布比较集中的生境;在冬季,林地和树莓地能保持更高的土壤动物多样性,在保持土壤动物群落方面有着不可替代的作用;相对于蔬菜地和树莓地,金银花地可以在春、夏、秋三季保持较高的生物多样性,且研究区位于国家级的金银花生产基地——封丘县内,其出产的金银花具有较高的经济价值。其次,研究分析了环境因子对中小型土壤动物多样性的影响。在研究中采用中小型土壤动物的类群丰富度和类群多度来代表多样性,且由于在本研究中中小型土壤动物多度与丰富度呈显著正相关(p0.05),故采用中小型土壤动物不同类群的多度代表中小型土壤动物的多样性,作为数据分析的响应变量。为了进一步确定每种环境因子对土壤动物多样性的影响程度,研究中使用基于赤池信息量准则(aic)的多模型推理方法,确定不同的解释变量对中小型土壤动物多样性影响的程度(采用权重wi)顺序。结果发现,土壤中的有机质含量是影响中小型土壤动物多样性的主导因子。植被因子对土壤动物的影响存在季节性差异,即春季的植被高度和夏季的植被丰富度,对土壤动物多样性的影响更为显著。土壤因子对中小型土壤动物的影响也不同,土壤有机质的含量对其影响最显著,其次是ph值,而铵态氮、土壤水分、速效磷、土壤温度、活性碳和速效钾的影响则相对较弱。传统的方法(如rda)只是说明有哪些土壤因子会对土壤动物的多样性产生影响,而权重wi值更进一步的解释了不同的环境因子对土壤动物多样性影响的程度。为了比较不同中小型土壤动物对不同土壤有机质含量的偏好,在研究中根据林地生境内不同采样点的土壤有机质含量的大小,把20个样点去除其中有机质含量的最大值与最小值之后均分为3个等级,即高的土壤有机质含量(4g/kg)、中的土壤有机质含量(3~4g/kg)和低的土壤有机质含量(≤3g/kg),即每个等级均包括6个样点。之后使用指示值法(indval)确定不同的土壤动物类群在不同程度的土壤有机质含量内的分布情况。通过指示值法分析得知,中小型土壤动物对不同土壤的有机质含量的偏好不同。在春季林地所捕获的12个土壤动物类群中,有4个类群的土壤动物偏好高土壤有机质含量(indval值在高土壤有机质中最高),尤其是球角跳科、蚜科(aphididae)和线蚓科(enchytraediae),个体集中出现在有着高的土壤有机质含量的样点;有1个类群的土壤动物偏好中土壤有机质含量,即长角跳科;有4个土壤动物的类群偏好于低有机质含量,尤其是辐螨亚目,可以在研究区作为林地土壤有机质含量的指示类群;其余3个土壤动物类群则显示对两类的土壤有机质含量的偏好相同,分别是等节跳虫科、双翅目幼虫和蜈蚣目(scolopendrasubspinipes)。双翅目幼虫和蜈蚣目集中出现在高和低的土壤有机质含量的样点,而等节跳虫科则集中出现在中和低的土壤有机质含量的样点。最后,研究为了进一步理解人类为了从农业生态系统服务中获取惠益而对生态系统进行改造的同时,会对生活在其中的中小型土壤动物多样性产生怎么的影响?研究根据不同生境的干扰强度大小,把农田、林地、金银花地、树莓地和蔬菜地划分为两种偏向不同生态系统服务的生境类型,即偏向供给服务的农田和蔬菜地,和偏向调节服务的林地、金银花地和树莓地。研究发现,在春、夏、秋三季,以供给服务为主的农田、蔬菜地与以调节服务为主的林地、金银花、树莓地相比,土壤动物多度之间无较大差距,但有部分的常见类群和稀有类群仅在林地等生境内被发现,这说明林地等生境在维持生物多样性方面具有不可忽视的作用和不可替代的地位。且由冬季的统计数据发现,农田和蔬菜地内的土壤动物多度较林地等生境已明显减少,这说明林地、金银花地、树莓地的存在为冬季的土壤动物提供了更为合适的栖息环境,这对于整个土壤动物的群落来说尤为重要。在研究中以隐翅甲类群季节性的生态分布规律,推断其在不同季节的迁移规律,结果显示在春季由于气温的回升,植被的生长,外界环境条件适宜其类群的繁殖,隐翅甲类群开始由树莓地向农田和金银花地迁移并开始繁殖,在夏季达到峰值,其主要的活跃地为农田和金银花地,由于此时的竞争加剧,部分的隐翅甲类群向周围的生境扩散。随着昼夜温差等的变化,以及金银花收获期的来临,金银花地中的隐翅甲类群开始向林地内迁移,此时类群的活跃地为农田和林地。随着温度的进一步下降,隐翅甲类群开始向树莓地中迁移,准备越冬,等待气温的回升,开始新一轮的生命周期。通过对隐翅甲科一年当中的不同季节的多样性动态分布研究,揭示了不同的生境在不同的季节中对隐翅甲科的生态意义,强调了林地等非农生境对土壤动物多样性保护的地位。由于研究区内近些年土地类型的单一化较为严重,因此合理的进行景观规划,着重保护非农生境,提高农业生态系统的多元化,以生物防治的方法控制研究区内的农业害虫,对当地的农业发展以及可持续性有着重要的意义。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S154

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 许振文,刘刚,左伟;长白山余脉土们岭土壤动物调查与分析[J];土壤;2003年02期

2 吾玛尔·阿布力孜,艾尼瓦尔·吐米尔;资源土壤动物简介[J];生物学通报;2004年03期

3 徐国良,莫江明,Brown Sandra,李德军;土壤动物对模拟N沉降的响应[J];生态学报;2004年10期

4 李安萍;太原地区土壤动物资源调查初报[J];太原师范学院学报(自然科学版);2004年04期

5 吾玛尔·阿布力孜,艾尼瓦尔·吐米尔,马合木提·哈力克,依迪热斯·哈斯木;新疆大学农场资源土壤动物调查初报[J];干旱区研究;2005年02期

6 朱永恒;赵春雨;王宗英;濮励杰;;我国土壤动物群落生态学研究综述[J];生态学杂志;2005年12期

7 杨冬青,高峻,肖烈桂,韩红霞;城市特定生境下土壤动物的生态分布[J];云南环境科学;2005年01期

8 武海涛;吕宪国;杨青;姜明;;土壤动物主要生态特征与生态功能研究进展[J];土壤学报;2006年02期

9 潘林;董原;郭继勋;;扎龙湿地自然保护区土壤动物研究[J];安徽农业科学;2006年24期

10 张志罡;孙继英;胡波;颜亨梅;;土壤动物研究综述[J];生命科学研究;2006年S3期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 向昌国;杨旭;;武陵源世界自然遗产地峡谷地貌土壤动物的多样性[A];第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2009年

2 樊云龙;陈浒;苏孝良;;退化生态系统土壤动物研究概况[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年

3 付秀芹;张志罡;张巍;刘立军;颜亨梅;;转Bt基因水稻对土壤动物的影响[A];第五届广东、湖南、江西、湖北四省动物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2008年

4 王海霞;殷秀琴;;松嫩草原区农牧林复合系统中小型土壤动物生态研究[A];地理教育与学科发展——中国地理学会2002年学术年会论文摘要集[C];2002年

5 胡锋;刘满强;李辉信;;土壤动物对土壤质量的影响及研究展望[A];中国土壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集（面向农业与环境的土壤科学综述篇）[C];2004年

6 李安萍;高晋华;;太原森林公园的土壤动物多样性[A];中国动物学会北方七省市动物学会学术研讨会论文集[C];2005年

7 高梅香;张雪萍;;石灰和EM处理条件下土壤动物多样性及在落叶分解过程中的作用[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年

8 高艳;柯欣;;转苏芸金杆菌(Bt)毒素基因玉米及杀虫剂对土壤动物的影响[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年

9 孔垂华;;根分泌物与根际化学作用[A];中国第四届植物化感作用学术研讨会论文摘要集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;土壤里的昆虫世界[N];云南科技报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 闫修民;全球变暖对松嫩西部草原中小型土壤动物多样性的影响[D];中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）;2015年

2 林琳;不同管理措施的耕作黑土土壤动物与微生物群落关系研究[D];哈尔滨师范大学;2014年

3 战丽莉;农田黑土中小型土壤动物多样性特征及其影响因素[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2013年

4 王邵军;武夷山不同海拔土壤动物对凋落物分解的影响[D];南京林业大学;2009年

5 许士国;黄河三角洲土壤动物群落结构特征及演替[D];山东师范大学;2011年

6 谭波;长江上游不同海拔代表性森林土壤动物对凋落叶分解的影响[D];四川农业大学;2013年

7 熊燕;热带、亚热带土壤动物群落多样性及弹尾纲系统发生的研究[D];华东师范大学;2005年

8 李伟;太湖岸带湿地种子库及土壤动物多样性研究[D];中国林业科学研究院;2012年

9 董炜华;内蒙古公路路域土壤动物群落特征及其在生态恢复中的作用研究[D];东北师范大学;2008年

10 李晓强;长白山岳桦林凋落物分解与土壤动物的相互作用[D];东北师范大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 时利和;伏牛山自然保护区土壤动物群落生态学研究[D];河南大学;2009年

2 安洋;松辽平原玉米带土壤动物多样性特征研究[D];吉林农业大学;2011年

3 齐艳红;长春市主要绿地类型土壤动物的生态地理特征研究[D];东北师范大学;2005年

4 宋博;开封市土壤动物及其对土壤污染的响应[D];河南大学;2005年

5 刘继亮;左家自然保护区土壤动物生态序列研究[D];东北师范大学;2007年

6 杨贵凯;土壤环境胁迫对土壤动物多样性的影响[D];山西师范大学;2012年

7 刘国华;草原地区及城市生态系统土壤动物研究[D];郑州大学;2013年

8 薛文丽;长白山玄武岩台地土壤动物多样性及其生态分布[D];东北师范大学;2015年

9 和润莲;季节性雪被对高山林线交错带凋落物分解过程中中小型土壤动物多样性的影响[D];四川农业大学;2015年

10 刘瑞龙;土壤动物对川西亚高山和高山森林凋落物分解的影响[D];四川农业大学;2014年

，

本文编号：1157268