氮添加对内蒙古典型草原土壤动物的影响

发布时间：2019-01-05 17:29

【摘要】：氮是生态系统的主要限制元素,氮输入增加潜在的影响陆地生态系统的各植物和土壤生物群落结构及相关生态过程。许多研究揭示了氮增加对植物群落的影响,而对于复杂的土壤动物群落的响应,我们还了解甚少。为了检验土壤动物群落对氮输入的响应及其机制,我们在内蒙古典型草原进行了氮素添加实验,研究了在4个氮处理梯度下(N0、N2.5、N5、N10)位于地表、凋落物以及土壤中的主要功能类群的土壤动物群落结构的变化,并分析了各功能类群土壤动物与环境因子之间的关系。结果如下:(1)本研究共捕获土壤动物个体数15527只,其中地表节肢动物676只,中小型土壤动物1780只,土壤线虫13071只,隶属于3门、4纲、23目。地表节肢动物的优势类群为蝗总科(Acridoidea),占总捕获数的24.56%;中小型土壤动物的优势类群为等节跳科Isotomidae和步甲螨科Carabodidae,分别占总捕获数的44.38%、14.83%;凋落物层土壤线虫的优势类群为滑刃属Aphelenchoides和长针属Longidorus,分别占总捕获数的26.30%、14.45%;土壤0～5cm层土壤线虫的优势类群为丽突属Acrobeles、长针属Longidorus,分别占总捕获数的26.28%、16.49%。(2)不同类群土壤动物对氮添加的响应存在很大差异。就地表节肢动物群落而言,氮输入增加并没有显著改变地表节肢动物群落的多样性和多度(P0.05),仅在低氮处理下,显著促进了群落总生物量(P0.05),与对照相比,增加了 84.06%。各功能群(捕食性、杂食性、腐食性)动物对各水平氮添加的响应均不太敏感,仅植食性动物的生物量在低氮和高氮处理显著高于对照(P0.05)。回归分析表明,植食性节肢动物的多度和生物量与植物叶片氮含量关系密切,而腐食性节肢动物的多度、生物量和类群数主要与土壤有机碳含量关系更密切。中小型土壤动物:低氮和中氮添加对中小型土壤动物的多度有一定的促进作用,与对照相比,分别增加了 75.82%、76.65%,而高N添加处理下群落多度和多样性(如DG指数)则出现显著降低(P0.05)。不同功能群对氮添加响应不同,捕食性和腐食性功能群的多度在高氮添加下显著减少(P0.05),与对照相比,分别降低了 69.05%、54.41%,而植食性和杂食性动物的多度则没有显著变化(P0.05)。冗余分析(RDA)结果显示,中气门亚目若螨Mesostigmatanymphs、球角跳科Hypogastruridae和厉螨Laelapidae的多度与氮梯度呈负相关关系(P0.05);而等节跳科Isotomidae和长角跳科Entomobryidae多度的变化主要受到氮添加引起植物叶片C、N含量改变的间接影响。土壤线虫:我们调查了凋落物和土壤(0～5cm)中的线虫群落。研究发现,高氮添加处理对凋落物层土壤线虫的多度有显著促进作用(P0.05),与对照相比,增加了 171.72%,而高氮添加显著降低了凋落物中的线虫多样性(P0.05)。相比较,土壤中的线虫多度和多样性均在各水平氮添加下没有明显改变(P0.05)。结构方程模型(SEM)结果表明,氮添加对凋落物层土壤线虫群落的直接影响较大(r=0.72),而土壤层中土壤线虫群落则主要受微生物量的间接影响。综上所述,适量的氮添加下土壤动物群落的多度有所增加,但当氮供应较高时(10g·m~(-2)yr~(-1))土壤动物群落的多样性则出现降低。尽管如此,本研究发现不同的土壤动物类群对氮输入的响应存在很大差异,这也反映了土壤动物群落的复杂性,不同类群的多度或多样性既受不同的食物资源影响,同时还受捕食者的调控,氮供应增加后,可能对受植物资源调控较强的土壤动物类群具有更明显效应,而对其他类群的影响则相对较弱。
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【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S812

【参考文献】