药泉山土壤动物和土壤微生物群落对旅游踩踏的响应

发布时间：2018-01-29 23:50

  本文关键词： 旅游踩踏 土壤动物 土壤微生物 群落结构 多样性 响应　出处：《哈尔滨师范大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着旅游业的蓬勃发展,人类旅游的相关活动(包括旅游者踩踏、机动车碾压、旅游设施的建设以及垃圾丢弃等等)已经引起土壤退化、植被破坏、生物多样性减少等诸多生态问题。在众多旅游活动中,旅游者的踩踏是普遍存在的问题并且它已经对植被和土壤造成了严重的干扰。在旅游区游道是踩踏影响最严重的区域,因此成为研究旅游踩踏对生态系统影响的重点区域。栖息于土壤表层的土壤动物及土壤微生物是人类活动对环境影响的重要指示生物。作为210万年前的火山景观,五大连池地质公园拥有丰富而又完整的火山生态系统,更因2010年成为世界地质公园而远近闻名。五大连池景观具有极为珍贵的审美和科学价值,每年吸引着大量国内外游客观光和疗养。鉴于此,本文以黑龙江省五大连池世界地质公园的药泉山为研究对象,按照距离游道的远近分为活动区、缓冲区、背景区三种干扰强度,选择2010-2011两年对0-10cm土壤动物及土壤微生物进行研究,分析旅游干扰对火山地质条件下旅游景区土壤动物、土壤微生物以及二者相互关系的胁迫效应及其响应机制,希望能为景区土壤生态的恢复与重建及生态旅游的合理规划提供基础数据。主要研究结果如下:(1)大型土壤动物群落结构和多样性对旅游踩踏的响应不同干扰区间大型土壤动物类群数量差异显著(p0.001),活动区显著低于缓冲区和背景区。不同干扰区大型土壤动物个体数差异明显(p0.001),其中轻度踩踏的缓冲区(M)个体密度最大(68个/m2),踩踏严重的活动区个体密度最小(10个/m2)。不同踩踏强度干扰区H′指数差异明显(p0.05),缓冲区及背景区的多样性显著高于踩踏严重的活动区。对大型土壤动物群落指数与土壤环境因子进行相关分析,发现大型土壤动物个体密度与有机质含量呈正相关,类群数与土壤含水率,有机质及全氮含量均呈正相关。而Pielou均匀度指数Jsw与有机质含量呈负相关。(2)中型土壤动物群落结构和多样性对旅游踩踏的响应研究获得中型土壤动物21个类群,其中螨类16类,弹尾类5类,平均个体密度为5143个/m2。菌甲螨属(Scheloribates sp.)和小盾珠甲螨属(Suctobelbella sp.)为优势类群。不同干扰区间中型土壤动物类群数量差异显著(p0.05),活动区显著低于缓冲区和背景区。而中型土壤动物个体数及多样性指数对旅游踩踏响应不显著(p0.05)。中型土壤动物的垂直分布对旅游踩踏有显著响应,背景区,缓冲区0-5cm土层个体密度,C指数及H′显著高于5-10cm土层(p0.05)。但活动区两土层之间差异不显著(P0.05)。对中型土壤动物群落指数与土壤环境因子进行相关分析,发现土壤含水量(MC)与中型土壤动物种类数S,香农指数H’及丰富度指数R1都显著呈正相关,土壤容重与S呈负相关,TN含量与丰富度指数R1正相关。(3)线虫群落结构对旅游踩踏的响应研究获得线虫61属,其中头叶属(Cephalobus)为优势类群(11.54%)。不同干扰区线虫种类数没有显著差异(P0.05),但旅游踩踏导致线虫总个体密度及各种功能类群个体密度下降,一些物种的分布对旅游踩踏响应明显。典型对应分析(CCA)表明土壤线虫功能类群的分布与土壤性质密切相关。踩踏导致土壤容重增大,减少土壤含水率及土壤养分供应,因此会引起土壤线虫群落结构的改变。活动区MI2-5,EI和SI值最低,BI及CI值最高,表明土壤线虫群落对旅游踩踏干扰响应强烈。(4)土壤微生物群落结构及多样性对旅游踩踏的响应药泉山微生物数量对旅游踩踏产生显著响应,除山腰处放线菌外,三个高度的真菌、细菌和放线菌数量均呈现缓冲区背景区活动区的规律。此外,从不同高度微生物数量上看,山腰的微生物数量低于山顶和山底。对真菌、细菌及放线菌分别进行聚类分析也发现,同一高度的微生物比较相似,而与其他高度有所差异。药泉山土壤微生物多样性对旅游踩踏的响应均不显著。CCA排序可知影响微生物分布的限制因子有所差异,影响真菌分布的主要因子是OM和TN。影响放线菌分布的限制因子是AP,OM和TP,而细菌分布主要受TP,pH的影响。(5)土壤生物相关关系对旅游踩踏的响应相关分析发现,各土壤动物类群的群落结构指数间相关程度不同,大型土壤动物与中型土壤动物存在紧密联系,个体数、类群数及多样性等均显著正相关。中小型土壤动物和土壤线虫均与土壤微生物密切相关。利用排序方法对各土壤生物分布之间的关系进行分析,发现背景区土壤动物分布相对较分散,类群之间关系相关性较小。随着踩踏的不断增强,特定类群间的相关性增强,这将使土壤生态系统的稳定性变弱,抵御干扰的能力减弱。研究结果表明人类旅游活动能显著影响土壤生物,改变生态系统进程。因此,土壤生物群落分析是评估人类活动是否对土壤过程产生影响的有效手段。
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【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S154.1
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本文编号：1474692