干旱与半干旱区灌丛微生境中红砂枯落物分解特征及中小型节肢动物的作用

在干旱区(内蒙古乌拉特后旗)和半干旱区(宁夏盐池)荒漠草原区,选择柠条灌丛内外微生境为研究样地,以红砂枯落物为研究对象,利用2种规格网孔分解袋(30目和250目网孔),探索中小型节肢动物在红砂枯落物分解过程中的作用规律,研究灌丛微生境中红砂枯落物质量损失变化特征及节肢动物群落的贡献。结果表明:(1)在干旱与半干旱区,红砂枯落物分解常数K均表现为灌丛内外微生境间无显著差异,且有无节肢动物参与对K的影响均较小。(2)分解至12个月时,无节肢动物参与的情况下,干旱与半干旱区红砂枯落物残留率均表现为裸地显著低于灌丛;但有节肢动物参与时,枯落物残留率则表现为灌丛内外微生境间无显著差异。分解至44个月时,无节肢动物参与的情况下,仅在干旱区枯落物残留率表现为裸地显著高于灌丛;而有节肢动物参与时,干旱与半干旱区枯落物残留率均表现为灌丛内外微生境间无显著差异。(3)节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率呈现单峰值现象,且在分解至24个月时达到峰值。枯落物分解至12个月时,仅半干旱区节肢动物对红砂枯落物分解的贡献率表现为裸地显著低于灌丛;分解至44个月时,仅干旱区节肢动物对红砂枯落物分解的贡献率表现为裸地显著高于灌丛。(4)在半干旱区,节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率与节肢动物类群数、土壤砂粒含量、土壤全碳和含水量密切相关;而在干旱区,节肢动物对红砂枯落物质量损失的贡献率与土壤pH值、土壤砂粒、土壤碳氮比d(C/N)和黏粉粒含量密切相关。综合表明,干旱和半干旱区灌丛微生境红砂枯落物分解特征受到节肢动物分解作用的影响较小;但在某些分解阶段,灌丛内外微生境中红砂枯落物质量损失的差异性受到节肢动物分解作用的显著影响,节肢动物的分解作用表现为弱(12个月)-强(24个月)-弱(44个月)的作用规律,而且受到气候区调节的灌丛微生境限制。

干旱与半干旱区红砂枯落物分解初期节肢动物群落结构特征

选择宁夏盐池半干旱区和内蒙古乌拉特后旗干旱区荒漠草原为研究样地,以红砂枯落物为研究对象,利用网孔分解袋法,在灌丛内外微生境布设分解袋。通过调查分解袋中节肢动物群落组成与多样性分布特征,结合枯落物化学分析和土壤环境因子测定,研究灌丛微生境红砂枯落物分解初期节肢动物群落结构分布规律。结果表明:1)红砂枯落物节肢动物优势类群在盐池半干旱区灌丛中有3类,裸地中仅2类;而在乌拉特后旗干旱区表现为灌丛内外优势类群均有3类。常见类群在盐池半干旱区灌丛中有7类,而裸地中仅3类;而乌拉特后旗干旱区灌丛中有7类,裸地中有4类。稀有类群在盐池半干旱区表现为仅在裸地出现,而乌拉特后旗干旱区表现为仅在灌丛内出现。2)红砂枯落物节肢动物个体数和类群数在盐池半干旱区均表现为裸地显著高于灌丛,而在乌拉特后旗干旱区均表现为裸地显著低于灌丛(P<0.05)。红砂枯落物节肢动物Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数以及Pielou指数在盐池半干旱区和乌拉特后旗干旱区均表现为灌丛内外无显著差异(P>0.05)。3)红砂枯落物节肢动物个体数在盐池半干旱区仅与土壤pH值呈显著正相关性,而与土壤砂粒含量呈显著负相关性;类群数在盐池半干旱区仅与土壤砂粒呈显著负相关性(P<0.05)。在乌拉特后旗干旱区红砂枯落物节肢动物个体数和类群数与环境因子间均无相关性(P>0.05)。冗余分析(RDA)和偏RDA分析结果表明,枯落物K含量是影响干旱与半干旱区红砂枯落物节肢动物个体数分布的主要环境因子。4)综合表明,红砂枯落物节肢动物个体数和类群数受到灌丛微生境和气候因子的双重影响,但群落多样性受灌丛微生境和气候因子的影响均较小。并且,随干旱程度的加强,灌丛微生境对红砂枯落物节肢动物个体数和类群数分布的影响从溢出效应转变为聚集效应。