若尔盖高寒草甸退化对中小型土壤动物群落的影响

土壤动物是陆地生态系统物质循环和能量流动的中心环节,也是生态系统演化的重要驱动因子。为了查明青藏东缘若尔盖高寒草甸生态系统退化过程对中小型土壤动物群落的影响,2008年7月和10月分别对若尔盖高寒草甸沼泽草甸、草原草甸和沙化草甸3个不同退化阶段的中小型土壤动物群落进行了调查。共分离到中小型土壤动物9450个,隶属于4门5纲12目70科104类(科、属等小类群);优势大类群中,线虫(Nematode)个体数占85.79%;蜱螨目(Arachnida)、弹尾目(Collembola)、寡毛纲(Oligochaeta)和昆虫纲(Insect)依次占8.73%、3.24%、1.32%和0.88%。群落密度、类群数、Margalef丰富度指数和密度-类群指数均在7、10两月份均随高寒草甸的退化而显著降低(P<0.01或P<0.05),10月份的差异更明显。Shannon多样性指数、Pielou均匀性指数和Simpson优势度指数无显著变化(P>0.05)。各主要类群个体数在群落中所占的比例呈波动性变化,但沙化可使蜱螨目与弹尾目的数量比值(A/C)相对提高。随退化程度的加重,3个退化阶段的Sorenson群落相似性逐渐降低,而Morisita-Horn相似性的变化则不同,说明高寒草甸的退化对中小型土壤动物群落物种组成的影响较大,对群落优势类群数量的影响较小。10月份的群落密度、多样性和群落相似性均高于7月份,表明群落结构组成受季节的影响;但是各退化阶段的Sorenson和Morisita-Horn季节相似性比较说明,季节变化对沙化草甸土壤动物种类组成的影响大于草原草甸,对草原草甸土壤动物群落优势类群数量的影响大于沙化草甸。个体密度和类群数的表聚性程度也随退化加重而降低。以上研究结果表明,高寒草甸的退化能够降低土壤动物群落的组成种类和结构复杂性,将会影响其生态服务功能。

除草剂对农田中小型土壤动物群落结构的影响

采用野外定点试验方法,分析除草剂乙草胺、2,4滴丁酯、噻吩磺隆对农田中小型土壤动物群落结构的影响。结果表明,3次取样共获得中小型土壤动物2 748只,隶属于2门,4纲,10目,其中占优势的类群有甲螨亚目、中气门亚目,分别占总个体数量的51.16%和26.82%,常见类群包括前气门亚目、弹尾目、膜翅目和鞘翅目,占总个体数量的20.27%,稀有类群占总个体数量的1.75%。喷施除草剂使中小型土壤动物个体数量明显减少,尤其是使优势类群个体数量减少最大,使群落多样性指数和均匀度指数增高,优势度指数降低,但没有使土壤动物类群数发生明显变化;3种除草剂影响下的土壤动物个体数量、类群数量、群落特征指数没有很大的差异,在不同层次的表现也没有明显的规律性。

公路运营对农田和防护林中小型土壤动物多样性的影响

对距高速公路不同距离样点中小型土壤动物多样性、相似性进行统计及典范对应分析(CCA)。共捕获中小型土壤动物9 994只,隶属3纲6目15科。研究发现:1高速公路旁林地中小型土壤动物个体数高于农田;林地和农田中小型土壤动物多样性在样点和季节间存在显著差异(P<0.05)。2林地距离高速公路5 m和1 600 m样点、农田距离高速公路5 m和800 m中小型土壤动物群落相似性较低。3土壤有机质含量是影响高速公路林地和农田中小型土壤动物群落分布的重要土壤环境因子。距离高速公路远的林地和农田样点(800 m和1 600m)中小型土壤动物多样性高于近距离样点(5 m)中小型土壤动物多样性,与公路的运营对周边地区土壤理化性质、地表植被等的影响有关。

中小型土壤动物组成对复垦铜尾地土壤养分的影响

通过盆钵生物试验研究了中小型土壤动物不同类群的组成对复垦铜尾矿废弃地土壤养分的影响。整个培养试验根据需求对不同中小型土壤动物组合设置四个处理措施,每种措施分为有无凋落物两种水平,即:(1)无土壤动物(Re),无土壤动物+凋落物(Re+Li)(2)跳虫(Co),跳虫+凋落物(Co+Li)(3)跳虫+蜱螨类(Co+Ac),跳虫+蜱螨类+凋落物(Co+Ac+Li)(4)中小型土壤动物(剔除大型土壤动物Me),中小型土壤动物+凋落物(Me+Li)。另设一组对照(CK)处理,并于培养实验开始前完成测定,作为本底值。分析表明,土壤p H随着中小型土壤动物类群的增加而降低,最低值出现在Me和Me+Li处理,且二者之间无显著性差异;对照(CK)处理下的各养分含量均显著低于其他各处理,各处理中有机质、有效磷和水解性氮的含量的最大值均出现Me+Li处理,且与其他各处理呈极显著差异(P<0.01);土壤全磷含量最大值出现在Re和Me+Li处理,最低值出现在Co+Li处理且之间呈显著差异(P<0.05);土壤全氮含量最大值出现在Co+Ac和Me+Li处理,最低值出现在Co+Ac+Li处理且彼此间也呈显著差异(P<0.05)。相关分析表明,有机质与有效磷以及全氮与水解性氮之间相关性达到极显著正相关关系(r=0.886,r=0.898),有机质与全氮及水解性氮分别呈现显著正相关关系(r=0.735,r=0.780),全氮与有效磷(r=0.782)以及有效磷与水解性氮(r=0.755)也呈现显著正相关关系。p H与有机质呈现显著负相关关系(r=-0.782),全磷与有机质、全氮、有效磷、水解性氮均无相关关系。

围栏封育对亏祖山不同海拔中小型土壤动物多样性的影响

为了解围栏封育对西藏林周县白朗村亏祖山不同海拔中小型土壤动物多样性的影响,分别于2017年和2018年夏季,在亏祖山围栏内外从海拔3900 m至5100 m各设置13个样点,共26个样点。使用土壤采集器按照梅花五点取样法采集土壤样品,同时记录相应的土壤理化性质。通过改良的Tullgren漏斗法分离后,共收集土壤动物1909只,经鉴定隶属于2门4纲8目25个类群,围栏内共捕获872只,围栏外共捕获1037只,围栏内外优势类群均为棘跳科(Onychiaridae)和绥螨科(Sejidae)。单因素方差分析显示:围栏内外在个体数(n)、类群数(N)、多样性(H)、均匀度(E)和优势度(C)之间均没有显著差异,中小型土壤动物群落特征指标上未显示明显的影响。围栏内外理化因子单因素方差分析显示:铵钛氮和速效钾具有显著性差异(P<0.05),围栏内铵态氮和速效钾含量明显高于围栏外,说明围栏内外样点之间具有一定的环境差异。中小型土壤动物群落特征与环境因子Pearson相关性结果显示,围栏内速效磷(RAP)与优势度指数(C)和物种个体数(n)呈显著的正相关,围栏外中小型土壤动物群落特征和环境因子之间没有显著相关性。

腐殖土SBR工艺除污效果和微型动物种群分析

对比研究腐殖土SBR工艺与传统SBR工艺除污效果及微型动物种群动态变化。研究发现,腐殖土SBR工艺提高除磷效果,出水TP平均值为0.44mg/L,去除率为97.07%,而SBR工艺出水TP为2.40mg/L,去除率仅为84.02%。TN去除效果差别不大,腐殖土SBR和SBR工艺分别为62.97%、69.15%。由于腐殖土析出腐植酸,测定UN254值SBR工艺中较高,造成腐殖土SBR工艺COD出水浓度比SBR工艺高10 mg/L。污泥镜检发现,腐殖土SBR工艺活性污泥微型动物数量比SBR工艺略少,可能是腐殖土反应器中培养出了放线菌所致。对微型动物密度与出水水质和污泥指标的相关分析表明,微型动物密度与SVI、SS、TN和COD去除率呈明显负相关。且腐殖土SBR工艺后生动物与SVI相关性比SBR工艺明显。

松嫩平原耕作草甸区中小型土壤动物群落特征

笔者于2009年,对松嫩平原耕作草甸区中小型土壤动物进行了调查。结果表明:中小型土壤动物个体数量和类群数量具有极显著的相关性(r=0.894,P﹤0.05)。中小型土壤动物的个体数量和类群数量水平方向变化趋势基本是从呼兰向嫩江递减,即从低纬度向高纬度递减。Sorenson相似性系数表明各样地之间的相似程度都比较高,几乎都在极相似以上。中小型土壤动物个体数量、类群数量与有机质呈极显著正相关(r_(0.01)=0.936,r_(0.01)=0.912),与地温呈显著正相关(r_(0.05)=0.910,r_(0.05)=0.943)。CCA排序分析表明,弹尾目与地温值和全磷相关性显著,真螨目与pH值相关性显著,寄螨目与速钾相关性显著。DG指数变化趋势是从呼兰到嫩江递减。螨类和弹尾类比值大于1(A/C=1.58),表明该区域土壤生态系统不健康,土壤动物群落不稳定。笔者认为,与多样性指数相比,DG指数更适合测定种类繁多、组成复杂的土壤动物群落。

土地覆被变化与管理对土壤动物群落演变的耦合效应

以黑河中游人工绿洲边缘天然草地及其转变的人工梭梭灌木林(21a)、人工杨树林(28a)、人工樟子松林(33a)和农田(开垦27a和100a)为研究对象,基于6种研究样地中小型土壤动物群落的调查数据,采用多变量排序和通径分析等方法,研究了土地利用/覆被变化与管理措施对中小型土壤动物群落及其主要类群演变的耦合效应。主要结果是:①将天然草地转变为未实施管理措施的人工梭梭灌木林后并未引起土壤动物群落组成、数量和物种多样性的显著变化,而转变为实施管理措施的杨树和樟子松人工林及农田后,导致了土壤动物群落组成、数量和物种多样性的变异,证实了土地覆被变化对中小型土壤动物群落的作用及其效应受管理措施的强烈调控。②土壤动物群落的演变过程受土地覆被变化与灌溉和施肥管理的共同影响,其中灌溉的贡献率最大,是关键驱动因子。③不同土壤动物类群对土地覆被变化和管理耦合作用的响应不同。灌溉对跳虫、甲螨和革螨的个体数量和物种丰富度的直接影响和总效应最大;施肥对辐螨的个体数量和物种丰富度的直接影响和总效应最大;灌溉和施肥对稀有类群的个体数量和物种丰富度的直接影响和总效应均较大,具同等重要的作用。结论是,土地覆被变化与管理耦合作用通过改变土壤水文和生态环境条件驱动了中小型土壤动物群落的演变过程。

湿生中小型土壤动物生物量测定方法

对于体型较小的湿生中小型土壤动物,目前还没有较好的方法可以直接测定其生物量。模型估算法作为一种间接测定法,由于测定费时没有得到广泛应用。因而,目前发表的大部分文献中均缺少湿生中小型土壤动物生物量这一指标。本文采用重铬酸钾容量法和氯仿熏蒸浸提法测定了湿生中小型土壤动物的有机碳含量,同时与模型估算法的测定结果进行了比较。结果表明,重铬酸钾容量法快速,操作简便,适合于大批量样品采集情况下湿生中小型土壤动物生物量的测定。

秸秆、氮肥和食细菌线虫交互作用对土壤活性碳氮和温室气体排放的影响

采用3因素2水平交互设计室内恒温培养试验,通过调控秸秆施用、氮肥用量及食细菌线虫,探讨三者对土壤微生物生物量碳氮(Cmic和Nmic)、可溶性碳氮(DOC、DON)、矿质氮(NH4+-N和NO3--N)及温室气体排放(CO2、N2O和CH4)的交互影响.结果表明:施用秸秆显著增加了食细菌线虫数量、Cmic和Nmic,而随着氮肥用量增加,Cmic和Nmic降低,食细菌线虫对Cmic和Nmic的影响则依赖于秸秆和氮肥用量.秸秆、氮肥和食细菌线虫对可溶性碳氮和矿质氮表现出强烈的交互作用,其中秸秆和氮肥均增加了DOC、NH4+-N和NO3--N;食细菌线虫对DOC的抑制作用和对矿质氮的促进作用达到显著水平.秸秆处理对CO2、N2O的促进及对CH4的抑制均达到显著水平,而线虫和氮肥的影响则更多表现出交互作用.在培养第56天,有秸秆时,低量氮肥下食细菌线虫显著促进了CO2的排放,而高量氮肥下则表现出对CO2和N2O显著的抑制作用.总之,土壤生态功能的发挥不可忽视土壤动物的作用.

皇甫川流域中小型土壤动物对不同水土治理措施的响应

2007年9月至2008年9月,选择皇甫川流域人工松树林、人工杨树林、人工锦鸡儿灌木林、人工沙打旺草地和撂荒地等不同水土治理措施植被为采样地,以耕作农田为对照,研究了中小型土壤动物对不同水土治理措施的响应。结果表明,共捕获中小型土壤动物14 747只,隶属于5门7纲10类。优势类群为线虫,占群落总个体数的比例为95.53%,常见类群为螨类和弹尾类。不同水土治理措施样地中,中小型土壤动物群落个体数较农田有提高趋势,但无显著差异(P>0.05);螨类和弹尾类个体数显著提高(P<0.05);线虫个体数在人工沙打旺草地中显著高于农田(P<0.05);中小型土壤动物垂直分布的表聚性较农田增强,并以地表凋落物覆盖显著的人工林最为明显。RDA分析表明,中小型土壤动物群落、螨类和弹尾类个体数与凋落物厚度、树(草)高和土壤有机质的变化之间呈显著正相关。以上结果说明,研究地区采取的几种水土治理植被均有利于中小型土壤动物群落的恢复;相比较,地表凋落物层显著的人工松树林、人工杨树林更加有益于螨类和弹尾类的恢复。