庐山毛竹扩张对土壤动物群落及地下食物网影响

发布时间：2020-06-09 04:18

【摘要】：毛竹(Phyllostachys edulis)和日本柳杉(Cryptomeria japonica)均为庐山自然保护区内典型植被,近年毛竹凭借其独特的生长特性,逐渐扩张进入周边的常绿、针叶或针阔混交森林群落并占据优势、取而代之。庐山人工种植的日本柳杉纯林以大部分被毛竹扩张入侵形成毛竹-日本柳杉交错带。然而,生态学界关于毛竹扩张的生态影响多聚焦于土壤肥力、环境异质性、植物多样性、鸟类多样性等方面,对地下生物的影响研究甚少。地下生物的土壤动物群落是土壤生态系统不可缺少的部分,为土壤形成和养分循环、能量转换做出巨大贡献,具有改善森林土壤肥力的作用。但由于土壤动物对环境变化的敏感性导致其组成和分布上会随着环境变化而发生改变,从而直接或间接的影响森林土壤性质。因此,研究毛竹扩张对土壤动物群落的影响具有一定的生态学意义和参考价值。因此,本研究采用Tullgren漏斗法和陷阱法捕获土壤动物,观察毛竹扩张及砍伐扩张的毛竹对土壤动物群落及其食物网之间的影响。毛竹扩张试验设置3处样地,分别为毛竹纯林、日本柳杉纯林和毛竹-日本柳杉交错带;砍伐毛竹试验设置2处样地,分别是未砍伐毛竹的交错带,砍伐毛竹的交错带。研究发现:毛竹扩张过程中,样地内土壤pH值和其他养分含量发生改变。随着毛竹扩张进程的深入,样地pH值逐渐升高,全钾含量、速效钾、全磷含量均得到增加,有机质含量、全氮含量下降,有效磷含量变化不大,但仍有所降低。毛竹向日本柳杉纯林扩张后导致植被环境、土壤养分等发生变化,土壤动物密度和生物量的季节动态也有所不同,土壤动物多样性指数在三个样地之间并无差异,但是毛竹纯林多样性指数较低,交错带土壤动物结构与日本柳杉纯林更加相似。毛竹纯林和日本柳杉纯林土壤动物密度高峰期出现2个月左右的差异;地下土壤动物毛竹纯林除5月份为最高值外,其他月份密度值均低于日本柳杉纯林;这是因为毛竹纯林地下养分较低,凋落物层较薄;地上部分在春夏秋季节则高于日本柳杉纯林,主要是因为可飞行、移动能力强的土壤动物增多。不同土壤动物类群对毛竹扩张的响应表现各不同,与土壤动物的习性、取食行为、分解的凋落物有关。此外,毛竹扩张并未改变弹尾目和甲螨亚目的营养级位置,中气门亚目、鞘翅目营养级下降,膜翅目营养级先升后降,蜘蛛目、伪蝎目保持较高营养级水平,食物网的营养级位置变化不仅与毛竹扩张导致的环境变化有关,土壤动物的取食对象、行为和生活史均有相关性。砍伐毛竹后,相比于未砍伐样地,砍伐样地的pH值先升后降,有机质含量、全氮、全磷含量提高,全钾含量下降,速效钾呈现锯齿状变化。研究结果表明,砍伐毛竹后,土壤动物密度总体有所降低,说明砍伐后林分内的条件变化对土壤动物影响较大;蜱螨目、弹尾目、鞘翅目等均在砍伐后出现数量下降情况,膜翅目、蜘蛛目、直翅目等则数量上升。多样性指数结果也表明未砍伐样地土壤动物多样性稍高于砍伐样地。砍伐毛竹对土壤动物组成的改变也影响到土壤动物营养级位置。砍伐行为实施后,整体上降低土壤动物营养级。前气门亚目升高,伪蝎目、综合纲营养级下降,双翅目、弹尾目和膜翅目均降至第2级,中气门亚目、唇足纲、双翅目幼虫和鞘翅目幼虫保持在第3级营养级位置。造成营养级改变的原因与砍伐毛竹对林分内水分、光热、植被等条件造成影响有关。
【图文】：

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图 2.1 实验样地地理位置及样方设置Figure 2.1 Position of the study sites and the settlement of the plots采集与处理样每 2 个月一次，自 2016 年 5 月至 2017 年 4 月，共计 6 次庐山自然保护区的车辆管制因素，，2016 年 12 月及 2017 年 1

技术路线图

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【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S714.3

【参考文献】