不同施氮浓度下弹尾虫季节动态特征研究

孙　元，陈　璐，杨志浩，邵红涛

(1.黑龙江大学 农业资源与环境学院， 哈尔滨 150080；2 黑龙江省共青农场，黑龙江 鹤岗 154213)



不同施氮浓度下弹尾虫季节动态特征研究

孙元1，陈璐2，杨志浩1，邵红涛1

(1.黑龙江大学 农业资源与环境学院， 哈尔滨 150080；2 黑龙江省共青农场，黑龙江 鹤岗 154213)

摘要：弹尾虫是土栖动物中一个重要类群，分布广泛。在小兴安岭森林生态系统定位研究站，在不同施氮浓度下(对照、低氮、中氮和高氮)采用Tullgren干漏斗法分离弹尾虫并进行鉴定与数据分析。共获得标本3 430个，隶属于7科。类群数方面，优势科为等节科、棘科和球角科，常见科为疣科，稀有科为长角科、鳞科，极稀有科为圆科。不同季节主要差距体现在稀有类群方面。总个体数夏季最多，秋季最少。在春季和夏季，个体数总体规律为中氮下最多，高氮下最少。对照、低氮和高氮3组弹尾虫数量的动态变化为从春季到秋季为先增多后减少，而中氮组为连续性数量减少。

关键词：弹尾虫；施氮浓度；小兴安岭；森林生态系统

0引言

森林生态类型的组成要素、内部结构及其环境特征存在很多差异，弹尾虫数量特征和类群特征各不相同。弹尾虫群落结构与生态环境是相互适应选择的，环境一定时，弹尾虫的群落结构也通常保持不变。环境改变，其群落结构也会随之变化[4-6]。类群数、个体密度、多样性指数以及群落丰富度和均匀度是评价土壤弹尾虫群落结构变化的量化指标，在一定程度上反映了群落环境质量状况[2]。小兴安岭地区地处寒温带，是我国最重要的林区之一。通过对采集于伊春市五营区小兴安岭森林的弹尾虫进行了种类调查、取样及鉴定，以研究其动态变化及对氮沉降的响应，对于了解小兴安岭地区弹尾虫特点及其生态分布规律，探讨土壤动物在生态系统中的作用等都具有重要意义[7-8]。

1自然概况

采样点位于伊春市五营区小兴安岭森林生态系统定位研究站，该站属黑龙江省东北部小兴安岭南坡北段，地理坐标为E128 °58′～E129°15′，N48 °02′～N48°12′，海拔高度280～683 m，坡度10°～25°，为坡状的低山丘陵地段和宽广谷地，年均气温-0.5 ℃，无霜期120 d左右，年降水量为650 mm，区内水系成树枝状。

地带性植被为温带针阔叶混交林，属于中国东北区长白植物区系小兴安岭亚区，地带性土壤类型为暗棕壤，土壤pH值为5.6，有机质含量为407.501±66.512 g/kg，速效氮含量为354.561±52.124 mg/kg，有岛状永冻层分布。

植被类型丰富，林冠层主要树种有红松(Pinuskoraiensis)、臭冷杉(Abiesnephrolepis)、红皮云杉(Piceakoraiensis)、鱼鳞云杉(P.jezoensisvar.microsperma)等，伴生树种主要有水曲柳(Fraxinusmandshurica)、白桦(Betulaplatyphylla)、风桦(B.costata)等树种。主要森林类型有红松林、云冷杉林和落叶松林，其中红松林所占比例最大，蓄积量占全区总蓄积的2/3。

2研究方法

参照欧洲NITREX项目和北美Harvard Forest以及我国广东省鼎湖山等地类似研究的试验设计，共设4个梯度施氮处理，即对照(Control，即CK)、低氮(Low N，即TL)、中氮(Moderate N，即TM)和高氮(High N，即TH)，分别按0、50、100和150 kg N/(hm2·a)进行外加氮(NH4NO3)处理[9]。

根据氮处理水平，每月月初将每个样方所施的NH4NO3溶解于30 L纯净水中(每次计算年增加降水量)后，以背式喷雾器人工均匀喷洒在林地上。对照处理则喷洒同样多的水以避免林地水分人为的差异。施氮与对照样方均为20 m×20 m，每两个样方间缓冲带宽为10 m。样方四周用PVC板镶嵌至土壤矿质层，不同施氮量的样方处在相同坡位，以避免地表径流或壤中流造成样方间的氮连通。

于2014年5、7、9月进行采样，在每一个重复小样地内按对角线法选取5个点，样方大小为10 cm× 10 cm，在每一点上用直径5 cm的采土器分I层(凋落物层)、II 层(0～5 cm)、III 层(5～10 cm)、IV层(10～15 cm)4层取样。样品用黑色塑料袋封好，带回实验室，利用Tullgren干漏斗法分离24 h后，收集其中的弹尾虫[10]。标本制作过程包括分拣、清洗、透明、封片。标本成功制作后，在常温下自然风干或经40 ℃恒温箱烘烤1～2 d。标本制作完成即可在Tech XTS-20解剖镜和Tech SA3000显微镜下进行鉴定并统计相关数据[11]。

3结果与分析

表1　2014年小兴安岭土壤弹尾虫的组成

注：+++为优势类群(个体数占总数的10%以上)；++为常见类群(个体数占总数的1%～10%)；+为稀有类群(个体数占总数的0.1%～1%)；-极稀有科(个体数占总数的0.1%以下)。

图1　2014年不同季节弹尾虫数量动态变化图Fig.1　Individual number of Collembola in different seasons under nitrogen deposition in 2014

2014年不同季节总个体数7月(夏季)>5月(春季)>9月(秋季)。在春季和夏季，个体数总体规律为中氮下最多，高氮下最少。春季采样期中，低氮个体数与对照相比略少；秋季采样期中，低氮个体数比中氮稍多。通过统计各季节不同浓度下弹尾虫数量的数据，对照、低氮和高氮3组弹尾虫数量的动态变化为从春季到秋季为先增多后减少，而中氮组为连续性数量减少(图1)。

4结语

参考文献：

[1]Deharveng L. Recent advances in Collembola systematics[J]. Pedobiologia, 2004, 48: 415- 433.

[2]孙元，兰晓萍，邵红涛. 土栖弹尾虫环境指示作用研究进展[J]. 中国农学通报, 2014，30 (13): 6-9.

[3]Rusek J. Biodiversity of Collembola and their functional role in the ecosystem[J]. Biodiversity and Conservation, 1998, 7: 1207-1219.

[4]Yin X Q, Song B, Dong W H，et al. A review on the eco-geography of soil fauna in China[J]. Journal of Geographical Sciences, 2010, 20(3): 333-346.

[5]鲁显楷, 莫江明, 董少峰. 氮沉降对森林生物多样性的影响[J]. 生态学报, 2008, 28(11): 5532-5548.

[6]殷秀琴, 吴东辉, 韩晓梅. 小兴安岭森林土壤动物群落多样性的研究[J].地理科学, 2003, 23(3):316-322.

[7]安静超, 殷秀琴. 小兴安岭凉水自然保护区土壤昆虫群落特征及多样性研究[J].东北师范大学报：自然科学版, 2010, 42 (3): 139-144.

[8]兰晓萍，邵红涛，刘丽萍，等. N沉降下弹尾虫垂直分布动态研究[J]. 黑龙江大学工程学报, 2014, 5(1): 55-58.

[9]徐国良, 莫江明, 周国逸. 氮沉降下土壤动物群落的响应: 1年研究结果总述[J]. 北京林业大学学报, 2006, 28(3): 1-7.

[10] 杨永丽. 跳虫的采集与标本制作[J]. 生物学通报, 2008, 43(3): 53-54.

[11] 尹文英, 张荣祖, 王世彰, 等. 中国土壤动物检索图鉴[M]. 北京: 科学出版社, 2000.

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《黑龙江大学工程学报》编辑部

Research on seasonal change of Collembola under different nitrogen application

SUN Yuan1, CHEN Lu2, YANG Zhi-Hao1, SHAO Hong-Tao1

(1.CollegeofAgriculturalResourceandEnvironment,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China; 2.HeilongjiangGongqingFarmland,Hegang154213,Heilongjiang,China)

Abstract：Collembola are small important soil animals, distributed widely. We chose the sampling site in Forest Research Center in Xiaoxinganling Mountains. Tullgren method was used to separate the specimens under different nitrogen application(Control,Lew nitrogen,Moderate nitrogen,High nitrogen). In total, there are 3 430 specimens, belonging to 7 families. The dominant groups are Isotomidae, Onchiuridae, and Hypogastruridae and the common groups are Neanuridae, the rare groups are Entomobryidae and Tomoceridae and Sminthuridae is the extremely rare group. The main difference exists in rare group. The total individual number is the highest in summer, and the lowest in autumn. In spring and summer of 2014, the total number is highest in Moderate nitrogen, and the lowest in High nitrogen. In Control, Low nitrogen and High nitrogen, it incresed then decreased from spring to autumn, but in Moderate nitrogen, it decreased successively.

Key words：Collembola; nitrogen application; Xiaoxinganling Mountains; forest ecosystem

DOI:10.13524/j.2095-008x.2016.01.010

收稿日期：2015-10-19

基金项目：国家自然科学基金资助项目(31200341)

作者简介：孙元(1978-)，女，辽宁沈阳人，副教授，博士，硕士研究生导师，研究方向：昆虫生态学，E-mail：sunyuan@hlju.edu.cn。

中图分类号：S154.5

文献标志码：A

文章编号：2095-008X(2016)01-0050-04

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1566.T.20160218.1458.002.html