漓江流域(桂林市段)土壤动物的多样性研究与分析

漓江流域（桂林市段）土壤动物的多样性研究与分析—以不同绿地类型同一土壤层为研究对象摘要：2013年5月对漓江流域（桂林市段）采用样方法对小树林、菜地和草地进行了土壤动物多样性调查。共获土壤动物253只。三种绿地类型的土壤动物种类组成极为相似，不同绿地类型同一土壤层土壤动物多样性指数因样地不同而不同，分别是菜地草地小树林，土壤动物的多样性与均匀度指数呈正相关,与优势度指数呈负相关。关键词：漓江流域不同绿地同一土壤层土壤动物多样性均匀度优势度引言所谓“土壤动物”是指动物的一生或生命过程中有一段时间定期在土壤中度过，而且对土壤产生一定影响的动物，它涉及的门类很广泛(主要有5个动物门:原生动物、线形动物、环节动物、软体动物和节肢动物)[1]。土壤动物群落的多样性与土壤环境特征密切相关，不同的土壤类型中土壤动物的组成不同。土壤动物是陆地生态系统的重要组成部分之一，它可以为土地提供养分，也参与自然界中的物质循环，在促进和保护植物群落的次生掩体和当地植物多样性的方面也发挥着重要的作用。本次研究以漓江流域（桂林市段）小树林、菜地和草地三种类型绿地为研究对象，以土壤动物与环境之间的关系为基础，探讨土壤动物多样性并提供相应的基础数据。1.研究地区概况、研究方法和数据处理1.1研究地区概况漓江流域地处N24°18'～25°41'，E109°45'～110°40'[2]。为典型的喀斯特峰丛洼地及峰林平原地形，内有丰富的常绿阔叶林、温性阔叶林、暖性阔叶林、温性针叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶灌丛等10个植被型，14个亚植被型。桂林市段漓江流域的岩石性比较复杂，在流域中下游地区，以硫酸盐岩为主体，形成以溶蚀作用为主的热带岩溶地貌景观。在桂林城区以北及城区以南东西两侧，则以碎屑盐分布为主，因侵蚀作用形成中低山、丘陵地貌。本次研究选取了有代表性的小树林、菜地和草地为试验样点进行取样分析。1.2研究方法本次研究采用挖土寻找土壤动物的方法进行调查，选择小树林、菜地和草地3种类型的土壤环境，每种类型挖2个样方，每个样方取土100CM×100CM,深度为15CM,分别统计土表层、0-5CM、5-10CM、10-15CM的土壤动物种类及数量，把动物登记在表中[3]。由于条件限制，本次土壤动物的采集只选用了目检统计法对中大型土壤动物进行了采集，并对其一一进行了分类辨识。1.3数据处理[3]1.3.1多样性生物群落的物种多样性指数可分为α多样性指数、β多样性指数和γ多样性指数。其中,α多样性指数是反映群落中物种丰富度和个体在各物种中均匀度的指标,β多样性指数是反映群落内环境异质性变化或随群落间环境变化而导致的物种丰富度和均匀程度变化的指标,γ多样性指数可以用来在更大的生态学尺度如景观水平上测量物种多样性变化或差异。本实验采用α多样性指数的统计方法，比较多样性指数、均匀度指数和优势度指数3种多样性指数。1.3.2多样性指数采用Shannon-Wiener指数公式:H=-∑（Pi）（lnPi）(Pi=Ni/N)。H为多样性指数,Pi为第i个物种的相对丰富度（占所有物种总个体数的百分比）。1.3.3均匀度指数采用Pielou指数公式:J=H/lnS。J为多样性指数，H为实测多样性值,S为群落中的总物种数。1.3.4优势度指数采用Simpson公式:D=1-∑（Pi）2,D为多样性指数，Pi同上。2.结果与分析2.1结果表一各样地生境类型和各土壤层的温度、湿度及PH生境类型土表0-5CM6-10CM11-15CM小树林1树木有桃树、香椿，草本植物多，土表积有厚厚的腐烂的树叶，多蚊虫，0-5CM土壤肥沃，其余都为黄土地。温度20.8℃20.7℃20.7℃20.8℃湿度68,8℉69.4℉69.3℉69.6℉PH7.908.088.058.12小树林2同小树林1温度21.7℃22.0℃22.1℃22.0℃湿度71.1℉71.6℉71.7℉71.4℉PH7.487.697.988.13菜地1土壤肥沃，阳光充足温度30.0℃3.01℃32.6℃30.9℃湿度77.3℉86.3℉71.1℉78.4℉PH7.747.777.78PH7.61菜地2同菜地1温度37.6℃36.2℃32.5℃30.0℃湿度73.1℉73.6℉77.1℉82.9℉PH7.747.537.437.27草地1周围植物（阴香、结缕草、风轮草）多，土壤层0-10CM肥沃，当有较多的石子10CM以后的土壤黄色温度25.8℃27.2℃27.1℃30.0℃湿度78.6℉81.0℉80.6℉82.0℉PH7.747.517.547.53草地2同草地1温度28.7℃27.3℃26.3℃27.1℃湿度83.6℉80.6℉79.2℉81.0℉PH7.707.677.58PH7.47表二实验捕获土壤动物样地动物名称土表0-5CM6-10CM11-15CM小树林1蜘蛛蚯蚓鳞翅目（幼虫）半翅目47111小树林2蜘蛛蚂蚁等足类（鼠妇）缨翅目（蓟马）蜚蠊类蚯蚓等翅目半翅目伪蝎目4711144111菜地1蚯蚓地蜈蚣线虫马陆蜘蛛结合类同翅目轮虫鳞翅类等足类双尾类隐翅类31111211721231132211菜地2直翅类少足类唇足类大蜈蚣蜘蛛蚯蚓甲虫跳虫结合类腹足类（蜗牛）鞘翅类（幼虫）111122513634314162原尾类姬蚯蚓类双尾类（铗尾）双尾类（双线虫）13141草地1蜘蛛双尾类（铗尾类）鞘翅类（幼虫）蚯蚓线虫蚂蚁蜈蚣5511147131草地2蚯蚓蜘蛛线虫蚂蚁堆双尾类半翅类2672211811412.2分析表三三种绿地类型同一土壤层的三个多样性指数数值土壤层多样性指数（H）均匀度指数（J）优势度指数（D）小树林1土表0-5CM6-10CM11-15CM0.35790.53510.18850.18850.25820.2573000.91840.74490.99490.9949小树林2土表0-5CM6-10CM11-15CM0.64960.67950.679500.27090.34920.349200.89600.96960.96961菜地1土表0-5CM6-10CM11-15CM00.82650.91590.804700.35890.33040.273310.99060.96690.9669菜地2土表0-5CM6-10CM11-15CM0.25101.19130.57190.71990.18110.36150.23020.22650.99910.97750.99200.9376草地1土表0010-5CM6-10CM11-15CM1.05790.31160.46270.37340.16010.17530.95220.68840.8823草地2土表0-5CM6-10CM11-15CM00.89420.48950.240800.24580.16340.149610.81510.91790.9957表四三种绿地类型同一土壤层三个多样性指数平均值绿地类型土壤层H平均J平均D平均小树林土表0-5CM6-10CM11-15CM0.50380.60730.43400.09430.26460.30330.174600.90720.85730.98230.9975菜地土表0-5CM6-10CM11-15CM0.12551.00890.74390.76230.09060.36020.28030.249900.98410.97950.9246草地土表0-5CM6-10CM11-15CM00.97610.40060.703500.30960.16180.162510.88370.80320.9390表五不同绿地类型同一土壤层多样性指数比较小树林菜地草地比较土表0.50380.12550小树林菜地草地0-5CM0.60731.00890.9761菜地草地小树林6-10CM0.43400.74390.4006菜地小树林草地11-15CM0.09430.76230.7035菜地草地小树林图一不同绿地类型同一土壤层多样性指数比较表六不同绿地类型同一土壤层均匀度指数比较小树林菜地草地比较土表0.26460.09060小树林菜地草地0-5CM0.30330.36020.3096菜地草地小树林6-10CM0.17460.28030.1618菜地小树林草地11-15CM00.24990.1625菜地草地小树林图二不同绿地类型同一土壤层均匀度指数比较表七不同绿地类型同一土壤层优势度指数比较小树林菜地草地比较土表0.90720.99961草地菜地小树林0-5CM0.85730.98410.8837菜地草地小树林6-10CM0.98230.97950.8032小树林菜地草地11-15M0.99750.92460.9390小树林草地菜地图三不同绿地类型同一土壤层的优势度比较据数据分析发现：（1）在土表层，小树林的多样性指数最高，草地多样性指数最低；小树林均匀度最高，草地均匀度最低（即均匀度指数与多样性指数呈正相关）；草地优势度最高，小树林优势度最低（即优势度指数与多样性指数呈负相关）。（2）在0-5CM土壤层，菜地多样性指数最高，小树林多样性指数最低；均匀度指数和优势度指数与多样性指数呈正相关。（3）在6-10CM土壤层，菜地多样性指数最高，草地多样性指数最低；均匀度指数与多样性指数成正比例关系；小树林优势度指数最高，草地优势度指数最低。（4）在11-15CM土壤层，菜地多样性指数最高，小树林多样性指数最低；均匀度指数与多样性指数呈正相关；均匀度指数与多样性指数呈负相关。3.结论与总结3.1结论本次实验共获土壤动物253只。三种绿地类型的土壤动物种类组成极为相似，从单位面积土壤动物数量看,表现为：菜地草地小树林。土壤动物较多分布在0~10cm土层中,以0~5cm土壤层的数量最大（个别情况有所差异）,有明显的表聚现象,这与绿地环境条件有密切关系。根据数据分析可得：（1）在土表层，多样性指数表现为菜地草地小树林，均匀度指数表现为菜地草地小树林，优势度指数表现为草地菜地小树林；（2）在0-5CM土壤层，多样性指数表现为菜地草地小树林，均匀度指数表现为菜地草地小树林，优势度指数表现为菜地草地小树林；（3）在6-10CM土壤层，多样性指数表现为菜地小树林草地，均匀度指数表现为菜地小树林草地，优势度指数表现为小树林菜地草地；（4）在11-15CM土壤层，多样性指数表现为菜地草地小树林，均匀度指数表现为菜地草地小树林，优势度指数表现为小树林草地菜地。由此可得出结论：（1）在土表层，土壤动物的多样性指数与均匀度指数呈正相关,与优势度指数呈负相关；（2）在0-5CM土壤层，土壤动物多样性指数与均匀度指数和优势度指数都呈正相关；（3）在6-10CM土壤层，多样性指数与均匀度指数呈正相关，与优势度指数呈负相关；（4）在11-15CM土壤层，多样性指数与均匀度指数呈正相关，与优势度指数呈负相关。总之，不同绿地类型同一土壤层土壤动物多样性指数因样地不同而不同，分别是菜地草地小树林。由上可得：土壤动物的多样性与均匀度指数呈正相关,与优势度呈负相关。个别情况有所差异,这种土壤动物的多样性指数变化与绿地环境条件的变化有较为密切的关系,不同种类的土壤动物,其生活习性和抗干扰能力不同,它们随环境条件的变化而作迁移性活动,从而造成不同类群土壤动物在土体中分布深度不同。这可能与绿地中土壤理化因子的垂直变化有关,是动物对生境选择的反应。所以有关这方面的结论有待于进一步研究。3.2总结误差分析：实验由于时间和环境的限制可能有些地方做的不够到位，实验所得数据有一些偏差（采用了求平均值法以减小误差），数据分析也有一些瑕疵，与有关资料有一点出入。土壤动物是陆地生态系统中重要的生物组成成分之一。它担负着消费者和分解者的多重角色,在土壤的形成、熟化以及在生态系统的能量转化和物质循环中起着重要的作用[5]。随着各方面研究的深入发展,土壤动物类群多样性研究将不断与农业生态、环境生态、城市生态和恢复生态等应用生态学领域