大连市西山水库植物根际土壤线虫群落特征

高燕,吕莹,谷旭,张伟东

摘要：2010年春、夏、秋3季分别对大连市西山水库沿岸水平距离样带进行了植物根际土壤线虫调查，分析了0～10 cm和10～20 cm土壤线虫群落特征的差异。共研究线虫1 707条，分别隶属于线虫动物门2纲7目26科36属，个体密度平均406.4条·kg-1干土。研究结果表明，随着样带地延伸，土壤线虫总数逐渐增加，最小值出现在距离水库最近样带，最大值出现在距离水库最远样带。EI都小于50，SI都大于50，水库3个样带无干扰，食物网正在形成当中。

关键词：土壤线虫；群落结构；生物多样性；生态指数；湿地环境

中图分类号：Q95 文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.029

Community Structure of Soil Nematodes Around the Plant Rhizosphere in Dalian Xishan Reservoir

GAO Yan, LV Ying, GU Xu, ZHANG Wei-dong

( Department of Environmental Science , College of Life Science , Liaoning Normal University , Dalian,Liaoning 116081 , China )

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Soil nematodes around the plant rhizosphere were surveyed along the transect of Xishan reservoir in Dalian to the horizontal distance from spring to autumn in 2010.The differences of community characteristics among soil nematodes lived in the 0～20 cm soil and 20~40 cm soil were analysed. A total of 1 707 nematodes belonging to 2 classes ,7 orders ,26 families and 36 genera were surveyed. The average density was 406.4 individuals per kg dry soil. The results indicated that the total number of soil nematodes increased with the distance extension. The minimum nematodes count appeared in the nearest, and the maximum appeared in the farthest from the transect. EI was less than 50 and SI was more than 50. So there was no interference in the three samples of the reservoir where the food webs were forming.

Key words: soil nematodes; community structure; biological diversity; ecological indices;wetland environment

土壤线虫是土壤生态系统的重要功能组分[1]，在各类土壤中普遍存在,种类和数量丰富,群落生物多样性高,被看作是最重要的评价土壤质量变化的敏感指示生物之一[2-6]。对其研究不仅有助于揭示土壤生态系统的结构,还可以提供有关土壤生态过程的独特信息[7]。土壤线虫是研究植物─土壤─线虫关系较好的生态模型[8]，因此，以0～10 cm和10～20 cm分层调查大连市西山水库植物根际土壤线虫的种类和分布，有助于了解这些野生植物生长的土壤环境中线虫类群的组成结构，以及这些线虫与各种环境因素之间的生态关系。

1试验方法

1.1样品采集与处理

试验地位于大连市甘井子区西山水库，属于人工湿地，以草本植物覆盖。2010年5—11月，按春（5月末）、夏（7月末）、秋（11月初）共3次对样地进行土壤线虫取样，其中从秋季开始整个水库属被淹状态，因此，秋季部分样地未采样，冬季严寒，水面结冰，无法采样。从水库岸边原生裸地开始按距离划分3个样带，分别为0～20 m，20～40 m，40～60 m，采用3点混合取样法，各样地样深度

20 cm，沿土壤剖面划分为0～10 cm，10～20cm两层，共采集用于提取分离土壤线虫的土壤样品60份，淘洗-过筛-浅盘法实验室分离提取土壤线虫[9]。线虫标本主要依据尹文英《中国土壤动物检索图鉴》鉴定[10]，一般鉴定到属,并依据土壤湿度,将土壤线虫个体数量折算成每1 kg干土含有线虫的条数 [11] 。烘干法测土壤含水率；水合热重铬酸钾-硫酸-比色法测土壤有机质；硝酸淀粉法测土壤硝态氮；四苯硼钠比浊法测速效磷；NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测速效钾。各样带植物根际土壤理化指标见表1。

1.2 数据处理

生态指数计算采用多样性指数和功能类群指数表达土壤线虫群落多样性和各生境土壤线虫群落功能结构特征。公式如下：

（1）Shannon-Wiener多样性指数(H')H'=∑ni/N×ln(ni/N) ；

其中，ni为第i个类群的个体数, N为群落中所有类群的个体总数。

（2）Pielou均匀度指数(J) J= H′/lnS

其中，S为类群数；

（3）Simpson优势度指数（C） C=∑Pi2

其中，Pi=ni /N；

（4）Margalef丰富度指数(SR)SR=(S-1)/lnN；

（5）线虫营养多样性指数(TD)TD=∑pi2；

（6）MI指数( PPI指数、MMI指数) MI ( PPI、MMI) = =cpi×pi；

其中，cpi为非植物寄生性(植物寄生性)土壤线虫第i类群colonizer-persister值; n为非植物寄生性(植物寄生性)土壤线虫类群数; Pi为土壤线虫群落非植物寄生性(植物寄生性)土壤线虫第i类群的个体数占群落总个体数的比例。）

（7）结构指数（Structural index） SI = 100×s/(s+b) ；

（8）富集指数（Enrichment index） EI = 100×e/(e+b)；

（9）基础指数（Basal index） BI = 100×b/(s+e+b)；

其中，b（basal）代表食物网中的基础成分，主要指Ba2和Fu2这两个类群（即食细菌线虫和食真菌线虫中cp值为2的类群）；e（enrichment）代表食物网中的富集成分，主要指Ba1和Fu2这两个类群（即食细菌线虫中cp值为1和食真菌线虫中cp值为2的类群）；s（structure）代表食物网中的结构成分，包括Ba3-Ba5、Fu3-Fu5、OP3-OP5、H2-H5类群（分别为食细菌线虫、食真菌线虫和杂食线虫中cp值为3～5的类群以及捕食线虫中cp值为2～5的类群），b、e和s对应的值分别为Σkbnb，Σkene 和Σksns，其中kb，ke和ks为各类群所对应的加权数（其值在0.8~5.0之间），而nb、ne和ns则为各类群的相对多度）

数据统计处理、方差分析、相关分析均在Excel、SPSS 软件上进行。

2结果

2.1线虫属数分类

研究期间共捕获线虫1 707条，分别属于线虫动物门2纲7目26科36属。其中棱咽属（Prismatolaimus）和螺旋属（Helicotylenchus）为优势属，个体数占总捕获个体数量的27.34%；常见属20属，包括Paraphelenchus、真头叶属（Eucephalobus）、拟丽突属（Acrobeloides）、Heterocephalobus、连胃属（Chrohogaster）、三孔属（Tripyla）、Pseudhalenchus、Coslenchus、针属（Paratylenchus）、异皮属（Heterodera）、半轮属（Hemichconemoides）、Aporcelaimellus、Aporcelaimium、Paraxonchium、Epidorylaimus、真矛属（Eudorylaimus）、垫咽属（Tylencholaimus）、膜皮属（Diphtherophora）、前矛线属（Prodorylaimus）、盘咽属（Discolaimus），个体数占总捕获个体数量的67.04%；稀有属包括丽突属（Acrobeles）、绕线属（Plectus）、威尔斯属(Wilsonema)、Panagrolaimus盆咽属、瓣唇属（Panagrobelus）、Monhystera、Trischistoma、异色矛属（Achromadora）、Teratocephalus、无咽属（Alaimus）、滑刃属（Aphelenchoides）、Dorydorella、Microdorylaimus、Clarkus14属,个体数占总捕获个体数的5.63%。优势属和常见属个体数量共占总捕获个体数量的94.37%，这些类群个体数量多，构成了研究区土壤线虫群落的主体。0～20 m共捕获线虫29属，其中优势属2个，常见属16个，稀有属11个；20～40 m共捕获线虫24属，其中优势属3个，常见属14个，稀有属7个；40～60 m共捕获线虫34属，其中优势属2个，常见属19个，稀有属13个。Prismatolaimus棱咽属为3个样带的共有优势属，相对多度为14.11%。，各个样带科属的不同反映了距离水库水平差异影响了土壤线虫群落的相对多度。

2.2线虫数量变化

0～20 m每1 kg干土中土壤线虫的总数为

2 534.9条, 20～40 m每1 kg干土中土壤线虫总数为5 250.1条，40～60 m每1 kg干土中土壤线虫总数为9 280.9条。随着样带的延伸，土壤线虫总数逐渐增加，最小值出现在距离水库最近样带，最大值出现在距离水库最远样带。

样带0～20 m，20～40 m，40～60 m土壤0～10 cm土层线虫数量分别是10～20 cm土层的1.90，1.84，

1.04倍。土壤线虫的垂直分布表现出强烈的表聚性，上层土壤线虫的数量明显高于下层（图1）。

2.3 线虫群落生态指数

采用多样性H'指数、均匀度J指数、丰富度SR指数、优势度C指数和营养多样性TD指数计算不同植被下土壤线虫群落多样性，采用SI指数、EI指数、BI指数、PPI 指数、MI2-5指数研究不同植被恢复下土壤线虫群落功能结构的差异，具体指数见表2 。由表2可见，EI都小于50，SI都大于50，说明水库3个样带无干扰，食物网正在形成当中。各样带多样性指数H'、丰富度指数SR和MI2-5指数均为：40～60 m>20～40 m>0～20 m。

2.4 线虫与土壤理化性质的相关分析

由表3可以看出，不同的土壤理化性质对不同的线虫数量、生态指数的影响不同。土壤含水量与优势度指数（C）和MI2-5有显著的正相关关系，而与均匀度指数（J）和丰富度指数（SR）有显著的负相关关系；有机质与PPI指数有显著负相关关系；硝态氮与线虫数量有显著的正相关关系；速效磷与线虫数量多样性指数（H'）、丰富度指数（SR）有显著正相关关系；速效钾与基础指数(BI)有显著正相关关系。这反映了西山水库植物根际土壤线虫群落对土壤根系及其理化性质变化的响应。

3讨论

本研究中棱咽属（Prismatolaimus）和螺旋属（Helicotylenchus）为优势属，不同样带线虫优势属表现出一定的差异性,其中,0～20 m和40～60 m有两个优势属,而20～40 m有3个优势属,这可能与各样带植物物种多少以及土壤食物网结构有关。由表3可看出，土壤含水量情况也会影响土壤线虫的多样性。一般情况下,土体中土壤动物个体数量的垂直分布具有表聚性[12]。植物土壤根际上层土壤中线虫数量比下层多，富含养分比下层充足，这一点正体现了线虫数量与硝态氮和速效磷的正相关关联。而PPI指数与有机质呈负相关正是由于有机质给植物提供养分，而且水库样带正处于食物网形成当中，并未受到干扰，而植物根系土壤有机质含量越高，代表受干扰程度越低。

本试验通过研究土壤线虫数量、群落多样性指数和功能类群指数反映不同样带植物根系土壤差异，也反映了西山水库未受人为干扰样地的基本情况，而且体现了土壤生物对湿地环境的响应。

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