三江平原农田地表和地下土壤螨群落空间自相关性研究

多尺度空间自相关性是土壤动物空间异质性和空间共存格局研究的重要基础。在中国科学院三江平原沼泽湿地生态实验站的农田内，以5 m为步长设置一个50 m×50 m的样地，结合全局Moran’s I 和局部Moran’s I指数，研究地表、地下和地表—地下土壤螨群落多尺度空间自相关性特征。结果表明，地表和地下土壤螨群落的物种数量和平均密度均有显著差异。全局空间自相关性结果表明，除了地表螨群落，地下螨群落平均密度在8月（35～40 m）和10月（5～30 m）、地表—地下螨群落平均密度在8月（5～10 m和35～45 m）和10月（5～35 m）均有显著的多尺度全局空间自相关性，土壤螨群落中数量较多的优势和常见类群易形成明显的多尺度全局空间自相关性。局部空间自相关性结果表明，地表、地下和地表—地下螨群落及所有螨类的平均密度均存在显著的局部空间自相关性，形成“斑块”和“孔隙”并存的水平分布格局。本研究表明，多尺度全局空间自相关性是地下和地表—地下土壤螨群落的重要特征，群落和物种的平均密度均在局部地区形成“斑块”和“孔隙”并存的的水平分布格局。

环境筛选和扩散限制在地表和地下螨群落物种共存中的调控作用

识别扩散限制和环境筛选在群落物种共存中的相对作用,是土壤动物群落物种共存机制研究的重要内容,然而少有针对地表和地下土壤动物群落的探讨。在三江平原农田生态系统,设置一个50 m×50 m的空间尺度,探讨环境筛选和扩散限制对地表和地下土壤螨群落物种共存的调控作用。基于Moran特征向量图(MEMs)和变差分解的方法来区分环境筛选和扩散限制的调控作用;采用偏Mantel检验进一步分析环境距离和空间距离的相对贡献;使用RDA分析环境因子对螨群落物种组成的解释能力。变差分解结果表明,空间变量对地表、地下和地表-地下土壤螨群落具有较大的显著方差解释量,而环境变量和空间环境结构的解释量相对较小且不显著;偏Mantel检验没有发现环境距离或空间距离的显著贡献;RDA分析表明土壤p H值、大豆株高和土壤含水量对土壤螨群落具有显著的解释能力,说明环境变量对螨群落物种组成的重要作用。研究表明,在三江平原农田生态系统,地表和地下土壤螨群落物种共存主要受到扩散限制的调控作用,同时环境筛选的调控作用也不容忽视。

三江平原农田地表和地下土壤螨类丰富度与环境因子的空间关联性

地表和地下土壤动物群落空间格局及其与环境因子的空间作用关系,是揭示地表-地下生态系统格局与过程及生物多样性维持机制的重要基础。于2011年在三江平原农田生态系统,在50m×50m的空间尺度内,基于地统计空间分析方法,揭示地表和地下土壤螨群落及不同螨类物种丰富度的空间格局,并分析这种空间格局与土壤含水量、土壤p H值及大豆株高空间格局的空间关联性。半方差函数和普通克里格插值表明,8月份地表、地下和10月份地下螨群落及这些群落内大部分螨类物种在特定空间尺度内形成集群,表现为空间异质性特征,且这种空间分异多由结构性因素或结构性因素和随机性因素共同调控。交叉方差函数表明,土壤螨群落和不同螨类物种的空间格局与环境因子的空间格局在多种尺度上表现出复杂的空间关联性(正的或负的)。但简单Mantel检验仅发现8月份地表中气门亚目未定种1(Mesostigmata unidentified sp.1)和大豆株高存在明显的正的空间关联性。研究结果表明地下螨群落和生长季节的地表螨群落具有明显的空间异质性结构,地表和地下螨群落及大多数螨类物种丰富度与土壤含水量、土壤p H值及大豆株高的空间关联性并不显著。促进地表-地下生态系统土壤动物群落空间格局研究,为地表-地下格局与过程研究奠定基础。