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

发布时间：2017-09-15 07:44

  本文关键词：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

  更多相关文章： 季节性雪被 土壤动物群落 土壤动物多样性 高山林线交错带 凋落物分解

【摘要】：土壤动物不仅是生态系统的基本组成部分,而且是生态系统物质循环和能量流动的积极参与者。高山林线交错带拥有比相邻系统更高的生境复杂性和物种多样性,是全球气候变化的敏感区域。季节性雪被是高纬度和高海拔地区普遍存在的气候特征。现在关键的科学问题是：受季节性雪被和冻融循环的影响,高山林线交错带凋落物分解中的土壤动物群落是否发生显著变化?如何变化?对凋落物的分解的影响是否显著?雪被期和生长季节土壤动物群落间有何联系?同时,全球变暖季节性雪被改变将如何影响高山林线交错区凋落物分解以及分解过程中的土壤动物群落结构,迄今缺乏深入的研究,这限制了人们对高山林线交错带土壤生态过程的深入了解。川西亚高山林线交错带作为中纬度高海拔地区最具代表性的高寒生态交错带,季节性雪被覆盖的时间一般为5～6个月,气候垂直分异明显,是研究全球变暖情景下冬季土壤生态学过程的理想科研场所。本研究采用凋落物分解袋的方法,以川西高山林线交错带12种代表性植物：锦丝藓Actinothuidium hookeri、高山冷蕨Cystopteris moupinensis、柳兰Epilobium angustifolium、康定柳Salix paraplesia、红毛花楸Sorbus rufopilosa、高山杜鹃Rhododendron lapponicum、糙野青茅Deyeuxia scabrescens、圆叶筋骨Ajuga ovalifolia、藏羊茅Festuca wallichanica、冷地早熟禾Poa crymophila、草甸马先蒿Pedicularis roylei、草血竭Polygonum paleaceum凋落叶作为研究对象,分别在不同海拔梯度上(3900m、4000m、4200m),研究了两个季节性雪被期末和生长季期末(2012-10-30～2014-11-04)凋落物分解袋内的土壤动物群落结构和凋落叶质量损失,分析了植被变化和季节对凋落物分解过程中土壤动物的影响,同时分析了环境因子(雪被、冻融频次、温度)与分解过程中土壤动物群落结构和多样性的关系。这对于深入了解高山林线交错带冬季土壤生态学过程及其与生长季节生态过程的相互联系具有十分重要的意义。初步研究结论如下：研究期间,共捕获土壤动物15052只,雪被期末7533只,生长季期末7519只,隶属1门8纲16目82科。弹尾目和蜱螨目很多类群在雪被期和生长季节均存在,如跳虫科、丽甲螨科等,凋落袋中捕获的土壤动物类群密度和个体密度在生长季期末最高,类群数在林线上最丰富。每个海拔均有一些特有物种,如针叶林中的隐颚螨科,高山林线上的微离螨科、高山草甸上的穴螨科等。虽然生长季节水温同步,植物生长繁茂,适合土壤动物的生存,但由于其活动性和迁徙性,凋落袋内采集到的土壤动物个体数反而比雪被期末少14只。而雪被期在恶劣的生存环境下凋落袋内提供了相对稳定的环境,适合生存的类群减少了生存竞争,种群大量繁殖,在凋落袋中获得的个体数反而较多。蜱螨目和弹尾目是高山林线交错带主要的土壤动物类群,不同海拔蜱螨目和弹尾目的分布有较大的差异。在针叶林弹尾目数量最多,高山草甸上以蜱螨目为优势类群。随着凋落物的分解,凋落物袋内土壤动物群落结构也随之变化,弹尾目随着分解有个体数有增长的趋势,类群数减少。不同基质的凋落物分解速率不同,叶片的厚薄、软硬、是否具有革质显著影响凋落叶的分解速率,凋落物混合分解或促进或抑制凋落物的分解,土壤动物对不同凋落物基质的响应也不同,导致土壤动物对分解的影响程度不同,如高山杜鹃凋落叶中土壤动物个体数相对较少。不同季节不同海拔和不同凋落物中的土壤动物群落多样性指数均有一定的差异。相对而言,Shannon指数H、Pielou指数J和Margalef指数D在生长季期末较雪被期期末高,雪被期末针叶林上较林线和草甸高,生长季期末林线上最大,Simpson指数C相反。相关分析和CCA排序表明,季节性雪被、海拔梯度、温度、冻融频次、凋落物组成成分均显著影响高山林线交错带凋落物分解中的土壤动物群落结构,环境因子和土壤动物群落结构均影响凋落物的分解。多元回归分析进一步表明,高山林线交错带凋落物的分解主要受季节性雪被、冻融频次、温度等环境因子的影响,几个环境因子共同解释凋落物质量损失率变异的42.6%,土壤动物因子能够解释凋落物质量损失率变异的5.0%,它们共同解释凋落物质量损失率的44.9%。冻融频次、海拔梯度、季节性雪被、温度等环境因子是高山林线交错带凋落物分解的关键因子,土壤动物对高山林线交错带凋落物分解的影响较环境因子薄弱。综上所述,季节性雪被对高山生态系统物质循环和能量流动具有重要影响,是高山地区重要的环境因子。积雪和融雪通过调控温湿度,不仅影响高山生态系统生物群落的分布,而且作用于植物群落的生长和凋落物的分解。这些结果为深入认识冬季季节性雪被对高山生态系统的影响提供了一定的基础数据。
【关键词】：季节性雪被 土壤动物群落 土壤动物多样性 高山林线交错带 凋落物分解
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 引言12-13
• 1 文献综述13-18
• 1.1 高山地区季节性雪被特征13
• 1.1.1 季节性雪被的特点13
• 1.1.2 季节性雪被对高山生态系统中土壤动物的影响13
• 1.2 高山林线交错带特点13-14
• 1.3 土壤动物群落结构特征与多样性14-16
• 1.3.1 土壤动物群落结构特征14-15
• 1.3.2 土壤动物多样性15-16
• 1.4 土壤动物对凋落物分解的影响16-17
• 1.5 气候变暖对高海拔地区土壤动物和凋落物分解的影响17-18
• 2 材料与方法18-22
• 2.1 研究区概括18
• 2.2 研究方法18-20
• 2.2.1 样地设置18
• 2.2.2 样品收集18-19
• 2.2.3 样品埋设19-20
• 2.2.4 样品采集20
• 2.2.5 室内实验20
• 2.3 数据处理20
• 2.4 统计分析20-22
• 3 结果与分析22-39
• 3.1 温度和雪被动态22-24
• 3.2 土壤动物群落结构及其多样性24-32
• 3.2.1 土壤动物群落结构24-28
• 3.2.2 土壤动物群落多样性28-32
• 3.3 凋落物分解的质量残留率32-39
• 3.3.1 凋落物分解残留率32-34
• 3.3.2 土壤动物与环境因子的相关分析34-37
• 3.3.3 凋落物质量损失率与环境因子和土壤动物因子的关系37-39
• 4 讨论与结论39-44
• 4.1 高山林线交错带季节性雪被对土壤动物群落类群组成及数量的影响39-40
• 4.2 高山林线交错带不同海拔梯度对土壤动物类群组成及数量的影响40-41
• 4.3 高山林线交错带不同凋落物物种对土壤动物群落结构的影响41-42
• 4.4 高山林线交错带凋落物质量损失与土壤动物群落结构42
• 4.5 小结42-44
• 5 研究展望44-45
• 参考文献45-51
• 致谢51-52
• 附录52-68
• 发表文章情况68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 韩冬;;土壤动物的多样性及对生态环境系统的意义[J];河南科技;2011年04期

8 王芳;;土壤动物在生态循环系统中的作用[J];河南科技;2011年04期

9 苏越;邬天媛;张雪萍;;我国土壤动物环境指示功能研究进展[J];国土与自然资源研究;2011年06期

10 史玉菲;苏越;张雪萍;;我国土壤动物功能作用的研究进展[J];哈尔滨师范大学自然科学学报;2011年03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 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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 张雪萍;大兴安岭森林生态系统土壤动物结构及其功能研究[D];北京林业大学;2006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 张林杰;银杏复合经营系统土壤动物和昆虫多样性研究[D];南京林业大学;2015年

10 李江;小白山等跳科系统分类及桃树林土壤动物多样性研究[D];东北农业大学;2015年

，

本文编号：855236