东营盐生植物园土壤动物群落多样性研究

赫福霞，谢桐音，谢桂林，付荣恕东北农业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨50030;山东师范大学生命科学学院，山东济南5004

生物多样性是生物安全的重要内容之一，其包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性3个方面。环境污染、农药污染、重金属污染、海水倒灌、人类活动等诸多因素导致了物种多样性的降低(陈琳等，2003;胡隐昌等，2005;钱迎倩和马克平，1995)。土壤动物是土壤生态系统中食物链的重要组成部分，它担负着消费者和分解者的多重角色，在土壤的形成、熟化、结构改善以及在生态系统的能量转化和物质循环中都起着重要的作用(尹文英，2000、2001;朱新玉和胡云川，2011;Song et al.，2008)。土壤动物的数量和多样性与土壤健康状况有着直接的联系(王玉珍等，2006;Blair et al.，1996)。土壤污染程度的加剧将土壤动物的研究提升到了新的高度(Filser，2002)。

黄河三角洲土地资源丰富，气候条件优越，浅海滩涂广阔，湿地资源独特，是地球上温带地区最完整、最广阔、最年轻的湿地生态系统，也是目前我国三大三角洲中惟一具有保护价值的原始生态植被区，但有关该区土壤动物的报道较少(田家怡等，2001)。当前，黄河三角洲高效生态经济区建设已上升为国家发展战略，保护生物多样性是黄河三角洲大规模开发建设必须考虑的关键问题之一。为此，作者选择位于黄河三角洲地区的东营盐生植物园，对其土壤动物多样性进行调查研究。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

东营盐生植物园(118°04'～ 119°14'E、35°15'～38°16'N)位于暖温带，背陆面海，受欧亚大陆和太平洋的共同影响，属于暖温带半湿润大陆性季风气候区。四季温差明显，年平均气温11.7～12.6℃;7月份温度最高，平均气温26.7℃，极端最高气温41.9℃;1月份最冷，平均气温－2.8℃，极端最低气温－23.3℃。年平均日照时数为2590～2830 h，各月平均日照时数以5月份最长，12月份最短;无霜期211 d;年平均降水量530～630 mm，70%的降雨集中在6～8月;平均蒸发量为750～2400 mm(范运梁，2010)。土壤类型以盐化潮土和滨海盐土为主，含盐量一般在0.4% ～2.0%，养分含量低;植被以耐盐碱植物为主，且植被覆盖率高。

1.2 研究方法

1.2.1 样点设置 该区地表植被主要为人工种植的盐生植物，土壤易受扰动而形成局部小气候。根据植被差异，选择9种盐生植物生长的土壤为研究对象，共设10个采样点，分别为二色补血草Limonium bicolor Kuntz、蒙古鸦葱 Scorzonera mongolica Maxim.、星 星 草 Puccinellia tenuiflora(Turcz.)Scribn.et Merr.、金银花 Lonicera japonica Thunb.、柽柳 Tamarix chinensis Lour、杨树 Poplar sp.、翅碱蓬Suaeda salsa(L.)Pall.、1 年生马蔺 Iris lacteal Pall.var.chinensis(Fisch.)Koidz、中亚滨藜 Atriplex centralasiatica Iljin、10 年生马蔺 I.lacteal。

1.2.2 样品采集及土壤动物标本的收集、鉴定 调查时间为2008年10月～2009年10月。在设置好的样点内，利用WET土壤水分/温度/电导率传感器测定生态因子——电导率。用土壤环刀分层取每种盐生植物生长的土壤样品，分别装入PE自封袋，带回实验室进行试验。用Tullgren干漏法，将采回的土壤样品置于60 W白炽灯下烘烤48 h。利用土壤动物避光、避热的特性，将土壤动物标本收集到75%酒精中固定;然后置于双筒解剖镜下，按较高阶元类群分拣;将分拣后的标本分别保存于70%酒精中，以备进一步分类鉴定。分类检索方法参考《中国土壤动物检索图鉴》(尹文英，1998)和《中国亚热带土壤动物》(尹文英，1992)。土壤动物类群划分标准(尹文英，1992):个体数占总数的10%以上为优势类群;个体数占总数的1% ～10%为常见类群;个体数占总数的1%以下为稀有类群。

1.2.3 数据统计与分析 利用 SPSS18.0、Excel和BioDiversity Professional软件分析统计数据，并计算动物多样性指数，以分析土壤动物群落的结构(付荣恕和刘林德，2004)。

式中，S为动物类群数，N为动物个体总数，ni为第i类群的个体数，Pi为第i类群个体数占总个体数的比例。

2 结果与分析

2.1 群落组成与数量分布

本次调查共获得各类土壤动物样本13860头，隶属于2门8纲，共计14个类群(表1)。

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由表1可见，在调查的10块样地中，蜱螨目Acarina所占捕获总量的比例均最大，其最小值出现在柽柳样地，为56.30%(451头)，最大值出现在10年生马蔺样地，高达88.37%(4385头)，为东营盐生植物园土壤动物群落的主要优势类群。弹尾目Collembola在星星草、金银花、柽柳、杨树、翅碱蓬、1年生马蔺、中亚滨藜7块样地中，所占捕获总量的比例均超过10%，为优势类群，其最大值出现在杨树样地，达35.02%(359头)，柽柳样地次之，达34.83%(279头);而在二色补血草、蒙古鸦葱、10年生马蔺3块样地中，弹尾目所占捕获总量的比例均为1% ～10%，属于常见类群。可见，弹尾目个体数量变化明显，在不同样地中的百分比存在明显差异。膜翅目Hymenoptera在调查的10块样地中均为常见类群;鞘翅目Coleoptera在10年生马蔺样地中所占捕获总量的比例不足1%，为稀有类群，但在其他9块样地中均为常见类群;双翅目Diptera在金银花样地中所占捕获总量的比例为1.14%，是该样地的常见类群;其余类群在所有样地中所占捕获总量的比例均不足1%，为稀有类群。

土壤动物类群数量在不同样地中变化不明显。其中，金银花样地的土壤动物类群最多，为13种;柽柳、翅碱蓬、1年生马蔺、中亚滨藜各9种;星星草样地的土壤动物类群最少，为8种。而土壤动物个体总数变化有较大差异，个体总数最多的是10年生马蔺样地，达4962头(占捕获总数的35.80%);个体总数最少的是金银花样地，为700头(占捕获总数的 5.05%)。

东营盐生植物园内耐盐碱植物的种植，可以不同程度地降低土壤中的含盐量(盐度)。有研究表明，栽种翅碱蓬和马蔺后土壤含盐量可降低50%～81%(王玉珍等，2006)。由表1可知，二色补血草、蒙古鸦葱、星星草、翅碱蓬、1年生马蔺、中亚滨藜样地的土壤动物数量没有明显差异，说明这6种植物在降低盐碱地含盐量方面的作用相近。此外，在10年生马蔺样地中捕获的动物数量比1年生马蔺多4倍以上，存在明显差异。

2.2 土壤动物群落的多样性

多样性指数、均匀性指数和优势度指数可以表示群落的结构和功能特征。土壤动物类群数、密度和土壤动物多样性是土壤动物研究的基础性内容。群落的多样性指数、均匀性指数和优势度指数都取决于群落的类群数与各类群动物的个体数量，是可以直接测定的指标(马克平和刘玉明，1994)。由表2可知，在10块样地中，群落多样性指数最高的是金银花样地，达1.0820，最低的是10年生马蔺样地，仅为0.4575。群落类群数越多、各类群动物个体数越均匀，多样性指数就越大，反之越小。均匀性指数最高的是柽柳样地，达0.4608，最低的是10年生马蔺样地，仅为0.1841。优势度指数与均匀性指数呈负相关，均匀性指数越大，优势度指数则越小。优势度指数最高的为10年生马蔺样地，达0.789。

表2 土壤动物群落结构的主要指标Table 2 Some indexes of soil mesofauna structure

电导率是测定土壤水溶性盐的指标，是判定土壤中盐类离子是否限制土壤动物生存、生长的重要因素。电导率越低说明土壤中盐的含量越少，越有利于土壤动物的生存。由表2可知，电导率与土壤动物密度整体变化趋势呈反比关系。因此，根据土壤含盐量变化所引起的电导率的变化可以估量某一地区土壤动物数量的多少。随着耐盐碱植物种植年限的增长，土壤水分中的含盐量减少，盐度降低，电导率值减小，土壤动物类群数和种群密度随之增大。在实际测量中，由于不同离子的导电性和质量不同，含盐量与电导率之间并无严格意义上的对应关系，但对土壤动物类群数和种群密度变化的研究可以作为分析含盐量与电导率之间关系的补充。

3 结论与讨论

本次调查共获得各类土壤动物样本13860头，隶属于2门8纲，共计14个类群。其中，主要优势类群为蜱螨目和弹尾目;常见类群为膜翅目和鞘翅目;其他类群均为稀有类群。蜱螨目、弹尾目、膜翅目和鞘翅目构成了东营盐生植物园土壤动物的主体，对该区土壤动物群落多样性特征起着决定性的作用。本研究为后续研究积累了基础数据。

二色补血草、蒙古鸦葱、星星草、翅碱蓬、中亚滨藜5块样地的动物数量没有明显差异，主要原因:这些1年生草本植物，秋季多被收割，使得样地一年中较长时间为光板地，所以土壤动物的分布比较一致。此外，在10年生马蔺样地捕获的动物数量比1年生马蔺多4倍以上，存在明显差异，说明根系发达的多年生马蔺，较大程度地减少了所在地的含盐量，减轻了盐度对土壤动物的胁迫作用。

东营盐生植物园土壤动物类群总数较少，稀有类群较多，但稀有物种数量较少，如不采取有效措施，该区的稀有物种随时有灭绝的危险。因此，我们应在关注盐碱地改造进程的同时，更加关注该区土壤动物多样性的变化。

致谢:山东师范大学的范运梁、刘光华在采样过程中给予了很大帮助，在此深表感谢!

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