亚热带森林转换对凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构的影响

以地带性植被建群种米槠(Castanopsis carlesii)的凋落叶为研究对象,采用不同孔径凋落物袋排除土壤无脊椎动物的方法,分析常绿阔叶林转换为米槠人工林后凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构、多样性和功能群。以米槠凋落叶完全分解为研究期间,共捕获土壤无脊椎动物6417头,隶属3门12纲27目114科,其中白蚁科为优势类群。2种林分凋落叶分解过程中总的、大型土壤无脊椎动物丰度均于30 d到达峰值,而中小型为15 d,类群数均在91 d达到峰值,整体的动态变化规律较为相似。常绿阔叶林转换为人工林后,土壤无脊椎动物丰度和类群数显著降低,其中中小型土壤无脊椎动物丰度的响应更为迅速,降低了33.67%;林型转换后,土壤无脊椎动物各功能群个体数量均有所减少,其中杂食性土壤无脊椎动物对林型转换最为敏感,降幅达37.85%;土壤无脊椎动物群落的多样性指数、丰富度指数、优势度指数和均匀度指数也均有所降低。冗余分析表明,土壤有机碳含量和土壤温度是调控凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物群落结构的主要因子,总解释率达22.4%。可见,亚热带常绿阔叶林转换为人工林的森林林型转换会导致森林地表理化特征变化,使得米槠凋落叶分解过程中土壤无脊椎动物的群落结构更为简化,进而可能影响土壤无脊椎动物对凋落叶分解的贡献,最终深刻作用于亚热带森林物质循环和能量流动。

亚热带森林转换对土壤无脊椎动物群落结构的影响

受人类活动干扰的增加,亚热带森林频繁转换为次生林和人工林,可能显著影响土壤无脊椎动物群落结构及其生态功能,但当前的认识并不一致。因此,于2022年7月调查了亚热带天然常绿阔叶林转换为次生林、米槠人工林、杉木人工林后土壤无脊椎动物群落结构特征。共捕获土壤无脊椎动物659只,丰度为26540只/m~2,隶属1门6纲13目59科,其中蚁科和球角虫兆科为优势类群。森林转换改变了土壤无脊椎动物群落组成和多样性。天然林向米槠人工林和杉木人工林转换后,土壤无脊椎动物丰度和类群均明显降低,其中大型土壤无脊椎动物丰度的响应更为敏感,在2种林型中分别显著降低了33.58%和36.53%。尽管林型转换对土壤无脊椎动物群落多样性指数无显著影响,但改变了土壤无脊椎动物群落组成,其中天然林与杉木人工林群落组成极不相似(J<0.25),等节虫兆科为杉木人工林优势类群,占比达到59.84%。冗余分析显示,土壤湿度、凋落物现存量和凋落物磷含量是影响土壤无脊椎动物群落的主要因子,对土壤无脊椎动物群落的解释率为69.30%。可见,林型转换可能通过改变土壤理化性质和凋落物质量,调控土壤无脊椎动物群落结构。

水曲柳、落叶松人工林土壤无脊椎动物群落结构及对凋落物分解的影响

土壤无脊椎动物作为生态系统的重要分解者,在凋落物分解的不同时期其群落结构会对凋落物分解产生影响。通过采用不同孔径(0.01、2.00、4.00 mm)凋落物分解袋法,探究了在不同时期(土壤冻结前期、土壤冻结期、生长期)落叶松(Larix gmelinii)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工纯林土壤无脊椎动物群落结构及其对凋落物分解率、养分动态影响。结果表明:凋落物分解过程中土壤无脊椎动物群落组成受凋落物类型影响。水曲柳林凋落物袋内土壤无脊椎动物优势类群是甲螨亚目(Oribatida)、线蚓科(Enchytraeidae)、棘虫兆科(Onychiuridae),落叶松林优势类群是甲螨亚目(Oribatida)、棘虫兆科(Onychiuridae)。水曲柳林无脊椎动物个体数、多样性高于落叶松林。土壤无脊椎动物功能类群结构随凋落物分解进程发生变化,且土壤无脊椎动物功能类群与凋落物分解率显著相关(P<0.05)。水曲柳林凋落物分解率大于落叶松林。土壤无脊椎动物对凋落物分解具有明显的促进作用,表现为:大型、中小型无脊椎动物和微生物共同作用大于中小型无脊椎动物和微生物共同作用大于仅微生物作用。土壤无脊椎动物个体数和类群数与全N质量分数、有机C质量分数显著相关(P<0.05)。土壤无脊椎动物对落叶松林凋落物分解的贡献率大于水曲柳林。不同体型土壤动物在凋落物分解的不同时期对凋落物分解的贡献存在差异。土壤无脊椎动物的群落特征在针、阔叶林凋落物中存在明显差异,且其对落叶松人工林凋落物分解的贡献较大。

黄顶菊(Flaveria bidentis)凋落物对土壤无脊椎动物群落的影响

以黄顶菊(Flaveria bidentis)入侵的林地、荒地和沟渠作为调查样地,探讨黄顶菊凋落物对土壤无脊椎动物群落的影响。利用环刀进行取样,3种生境共捕获土壤无脊椎动物54 315头,隶属2门10纲17目。3种生境的优势类群皆为蜱螨目和弹尾目,其余类群的相对多度较小。黄顶菊凋落物能够为土壤无脊椎动物提供栖息地与食物来源,进而影响其群落结构及多样性,该影响与黄顶菊自身群体的生长状况有关,在长势较弱的林地生境影响较小,而在长势较强的荒地和沟渠生境影响较大。综上所述,黄顶菊入侵3种生境后,植株及其凋落物能为优势类群提供更好的栖息地和隐蔽所,并通过改变表层腐殖土的主要养分含量,引起土壤无脊椎动物多样性的升高,且土壤无脊椎动物在凋落物层中多样性呈自上而下的升高趋势。

转Bt基因棉对土壤无脊椎动物影响研究

运用群落生态学的方法研究了转 Bt基因棉对土壤无脊椎动物的影响 ,与常规棉比较 ,转 Bt基因棉降低了土壤无脊椎动物的种类和数量 ,并且降低了土壤无脊椎动物的多样性 ,通过多样性指数、均匀性指数和优势集中性的分析 ,表明转 Bt基因棉影响了土壤无脊椎动物群落的稳定性 ,对环境安全性也产生了影响。

转基因抗虫棉对土壤无脊椎动物群落的影响

选择连续种植传统非转基因棉、5年连续种植转基因抗虫棉和10年连续种植转基因抗虫棉的棉田为研究对象。调查了土壤0～20cm的小型无脊椎动物的群落组成和多样性变化。结果表明，与种植传统非转基因棉相比，种植转基因抗虫棉对土壤小型无脊椎动物的种类和数量等没有显著性差异，但减少了双翅目的优势种群。种植5年转基因抗虫棉会降低土壤无脊椎动物的Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度。

转Bt基因棉对土壤无脊椎动物群落结构的影响

采用干、湿漏斗分离法,运用群落生态学方法,研究了转Bt基因棉"GK12"和"新棉33B"对棉田0～15cm土层土壤无脊椎动物群落结构的影响。结果表明,线虫和螨类为棉田土壤无脊椎动物优势类群,其频度分别为54%以上和18%以上。与亲本常规棉"泗棉3号"相比,"GK12"提高了土壤线蚓数量,但降低了某些土壤无脊椎动物类群(如同翅目、虫齿目和双翅目)的数量;两种Bt棉田中,"新棉33B"棉田的同翅目昆虫数量显著高于"GK12",蜘蛛目数量显著低于"GK12"棉田,其他土壤无脊椎动物类群的数量则基本上无显著差异。"GK12"显著降低了土壤无脊椎动物类群的丰富度、多样性和均匀度;两种Bt棉中,"新棉33B"棉田土壤无脊椎动物类群的丰富度、多样性和均匀度较高。Rényi多样性指数曲线也表明,"GK12"棉田各土层土壤无脊椎动物群落的多样性均显著低于"泗棉3号"棉田;"新棉33B"棉田各土层土壤无脊椎动物群落的多样性高于"GK12",但10～15cm土层常见类群和优势类群的多样性较低。在各土层中,土壤无脊椎动物数量、多样性指数和均匀度指数动态在不同类型棉田趋势基本相同。7～11月期间,10月是土壤无脊椎动物数量的高峰期,此时在"泗棉3号"棉田土壤无脊椎动物在0～5cm的表层和10～15cm的深层土壤均较多,在"GK12"和"新棉33B"棉田则集中于10～15cm的深层土壤。11月,"泗棉3号"土壤无脊椎动物类群的多样性和均匀度呈下降趋势,"GK12"则呈上升趋势。可见,种植Bt棉"GK12"可改变某些土壤无脊椎动物类群的数量,降低类群的丰富度、多样性和均匀度;两种Bt棉田的土壤无脊椎动物群落结构也有一定的差异,"新棉33B"棉田土壤无脊椎动物群落的多样性高于"GK12"。

小黑杨和落叶松人工林不同生境大型土壤无脊椎动物群落特征

为进一步了解树木种类和生境对大型土壤无脊椎动物群落的影响,为人工林可持续经营提供参考,该文以小黑杨和落叶松人工纯林为研究对象,通过在不同大小林窗和林冠下设置样方,采用手捡法对不同生境大型土壤无脊椎动物群落特征进行研究。结果表明,①蚁科、正蚓目、线蚓科为两林分常见类群,小黑杨人工林大型土壤无脊椎动物个体数和类群数更高,两林分中至大型林窗个体数和类群数高于小林窗;②小黑杨人工林以杂食性土壤无脊椎动物为主,随林窗面积减小,杂食性土壤无脊椎动物比例降低;落叶松人工林以腐食性土壤无脊椎动物为主,随林窗面积减小,腐食性土壤无脊椎动物比例增大;③林窗大小影响大型土壤无脊椎动物垂直分布,部分林窗个体数和类群数表现为凋落物层低于土层;④林分类型对大型土壤无脊椎动物群落多样性影响不显著(P>0.05);林窗大小显著影响大型土壤无脊椎动物群落多样性(P<0.05),小黑杨人工林大林窗多样性低,落叶松人工林中、大型林窗多样性高。综上,林分类型对大型土壤无脊椎动物群落影响不明显;林窗干扰影响较大,小黑杨人工林小至中型林窗有利土壤无脊椎动物生存,落叶松人工林中至大型林窗土壤无脊椎动物群落更丰富、多样性更高。

我国土壤环境基准受试无脊椎动物筛选研究

为筛选土壤环境基准受试土壤无脊椎动物,依据其生态学意义、地理分布范围等选出具有代表性的本土土壤无脊椎动物,从公开发表的文献、ECOTOX等权威数据库中搜集其毒性数据,采用物种敏感度分布法对土壤无脊椎动物的物种毒性数据进行敏感性分析。结果表明:环节动物门正蚓科的爱胜蚓属(赤子爱胜蚓、安德爱胜蚓)、正蚓属(陆正蚓、粉正蚓)、异唇蚓属(背暗异唇蚓)、带丝蚓科的带丝蚓属(夹杂带丝蚓)、钜蚓科的环毛蚓属(威廉环毛蚓)、线蚓科的白线蚓属(球肾白线蚓、白线蚓)可作为土壤环节动物类基准受试生物;节肢动物门长角科的长角属(白符■、跳虫、曲毛裸长■)、等节科的等节属(小原等节■)、洼甲螨科的平懒甲螨属(盾平懒甲螨)可作为土壤节肢动物类基准受试生物;软体动物门玛瑙螺科的玛瑙螺属(非洲大蜗牛)可作为土壤软体动物类基准受试生物;线虫动物门小杆线虫科的广杆线虫属(秀丽隐杆线虫)、异皮线虫科的根结线虫属(南方根结线虫)可作为土壤线虫动物类基准受试生物。根据毒性数据筛选获得17种土壤无脊椎动物分属4门、15科,可以作为土壤环境基准受试生物。

黄土高原退耕地恢复对土壤无脊椎动物多样性的影响

黄土高原退耕地在恢复过程中,植被从沙蓬(Agriophyllum arenarium)单优群落向以达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为优势种的群落演替,土壤无脊椎群落随着退耕年限的增加由简单向复杂化演变。退耕地土壤无脊椎动物优势类群主要为线虫、螨类、拟步甲科、象甲、土蝽科和金龟甲科等组成,土壤无脊椎动物从退耕1年的14类逐步增加到7年的28类,土壤无脊椎动物的多样性指数与退耕年限呈正相关关系。土壤无脊椎动物类群的增加前期快后期慢,土壤无脊椎动物的多样性增加主要由植被和土壤的改善决定。

转基因作物对土壤无脊椎动物的影响

随着生物技术的快速发展,越来越多的转基因作物被引入农业生态系统,继而引发转基因作物对土壤生态系统带来影响的担忧。土壤无脊椎动物作为食物链中的分解者,是土壤生态系统的重要组成成分,其数量和多样性直接与土壤的健康和质量相关。土壤无脊椎动物作为土壤质量的重要指标,已成为转基因作物环境安全性评价的重要内容之一。本文在概述近些年国内外关于转基因作物外源表达产物在土壤中的残留动态的检测结果的基础上,综述关于棉花、玉米、水稻、油菜等转基因作物对线虫、跳虫、螨类和蚯蚓等代表性土壤无脊椎动物影响的最新研究进展。总体来说,转基因作物对土壤无脊椎动物的群落多样性没有明显不利影响,但个别对环境变化特别敏感的类群,在数量或组成上有所不同。由于调查方法和作物种类、土壤类型等因素的不统一,不同的研究结果无法进行比较,因此,建议尽快建立转基因作物对土壤无脊椎动物影响的评价方法和标准,以便为转基因作物的环境影响评价提供客观可靠的评价结果,推动我国的转基因作物研发和商业化推广,同时最大限度地降低转基因作物对环境的不利影响。

不同棉花品种及种植区域对土壤无脊椎动物群落结构的影响

采用干、湿漏斗分离法,在山东省陵县采集了试验田的Bt棉(新棉33B)和常规棉(中棉12)及大田条件下Bt棉的0～15cm土层中的土壤无脊椎动物,并对其群落结构进行了分析.结果表明,线虫和螨类是3种类型棉田的优势土壤动物类群,其频度分别为60%～85%和9%～27%.试验田的常规棉和Bt棉相比,33B棉田土壤动物的类群较多,线虫、鞘翅目、双翅目数量和土壤动物总数均较高,但各土层土壤动物的多样性指数H’和均匀度指数J值均较低.试验田和大田的33B相比,其土壤动物的类群数相近,但大田33B的轮虫和线蚓数量较高,线虫、蠋、鞘翅目数量和土壤动物总数均较低,各土层土壤动物的多样性和均匀度均较高.Rényi多样性指数曲线也表明,试验田33B棉田的土壤动物多样性高于中棉12,大田33B的土壤动物多样性高于33B试验田.6～11月期间,各土层土壤动物的数量动态在不同类型棉田趋势基本相同.7月是中棉12棉田土壤动物数量的高峰期,9月是试验田和大田33B的高峰期.试验田的中棉12和33B棉田,6～8月土壤动物的多样性指数和均匀度指数变化趋势较为一致;9～10月,33B棉田土壤动物的多样性和均匀度较高.6～11月,大田33B土壤动物的多样性和均匀度均显著高于试验田33B.可见,棉花品种和实验地点等因素均可显著影响土壤动物的群落结构.Bt棉33B棉田的土壤动物多样性高于常规棉中棉12;大田33B的土壤动物多样性高于33B试验田.

拉萨拉鲁湿地夏季土壤动物的群落特征

2010年6～7月,对拉鲁湿地5个生境的土壤动物进行了调查,共捕获大型和中小型干生土壤动物41类,18 446只,隶属于3门7纲14目32科17属。土壤动物的优势类群为线蚓科,占总捕获量的10.95%。常见类群有27类,占总捕获量的84.63%,其中螨类占总捕获量的32.5%,弹尾类占总捕获量的31.43%。各生境的土壤动物数量和种类在土壤各层的垂直分布具有明显的表聚性。5个生境分布的土壤动物Shannon-Weiner多样性指数(H')从大到小依次为3#>5#>4#>1#>2#。5个生境间土壤动物的相似程度由极不相似到中等不相似(S值为0.105～0.400)。

蚯蚓数量动态和环境因素关系的研究

研究了菜园和荒地土壤中蚯蚓的数量动态变化和空间分布,结果表明菜园的蚯蚓密度从3～6月逐渐减少,荒地土壤中蚯蚓密度从3～6月逐渐增多,而两者的垂直分布都是从上到下逐渐减少。在菜园和荒地土壤中的环境因素也具有明显的季节动态变化。灰色关联分析表明,影响菜地的蚯蚓密度的主要因素是含水量和pH值,而影响荒地蚯蚓密度的主要因素是土壤温度和含水量。