九万山国家级自然保护区土壤动物的多样性

覃国乐，李晓东＊，史沉鱼，王孟涛，彭廖华，许洁凤

（1.河池学院化学与生物工程学院，广西宜州546300；2.广西九万山国家级自然保护区管理局，广西融水545300）

九万山国家级自然保护区土壤动物的多样性

覃国乐1，李晓东1＊，史沉鱼1，王孟涛1，彭廖华2，许洁凤1

（1.河池学院化学与生物工程学院，广西宜州546300；2.广西九万山国家级自然保护区管理局，广西融水545300）

为了解九万山国家级自然保护区土壤动物群落的多样性，为该区生态系统的保护和可持续发展提供科学依据，于2014年9月对该区土壤动物群落进行调查分析。结果表明：此次调查共获得土壤动物3 967只，隶属4门11纲22目51科，其中优势类群为棘（虫兆）科、等节（虫兆）科和矛线科，共2 180只，占采集土壤动物总数的54.95%；常见类群为长须甲螨科、菌甲螨科、蚁科、厉螨科、圆（虫兆）科、罗甲螨科、莓螨科、步甲科、疣（虫兆）科和铗（虫八）科10类，共1 291只，占总数的32.54%；其余为稀有群落，共38类496只，占总数的12.5%。保护区土壤动物群落的Shannon－Wiener多样性指数相对较高，群落均匀度较稳定。

土壤动物；多样性；群落结构；九万山国家级自然保护区；广西

土壤动物是指动物的一生或生命过程中有一段时间定期在土壤中度过，而且对土壤产生一定影响力的动物［1］。土壤动物是森林生态系统的重要组成部分，在生态系统的物质循环和能量转化及生态系统稳定性方面起着重要作用［2］。国外对土壤动物的研究较早，一般认为始于达尔文1840年发表的《On the Fomation of Mould》；我国起步较晚，1979年张荣祖领导成立了长白山森林生态系统定位站土壤动物组，标志着我国相关研究开始起步，之后有研究者对我国东北地区，亚热带及其典型地带，热带、温带地区以及寒区、旱区等区域土壤动物进行了大范围的调查研究［1，3－9］。近年来，土壤动物生态方面的研究逐渐成为国内生态学研究的热点，但目前未见有关九万山国家级自然保护区土壤动物的相关研究报道。

九万山国家级自然保护区位于广西西北部，位于东经108°35′32″～108°48′49″，北纬25°01′55″～25°19′54″，总面积达252.1km2。保护区属中亚热带季风气候，年平均日照时数1 000～1 200h，平均气温12～17.1℃，极端最高温高达37℃，极端最低温－8℃；年均降雨量1 600～2 100mm，其中4—8月份降雨量占全年总雨量的71.1%～72.7%，10月至次年3月为少雨季节；相对湿度85%以上，全年无霜期300d。九万山保护区是广西3个植物特有现象中心之一，也是中国亚热带地区生物种类最丰富的地区之一，亦是全球同纬度地区生物多样性保护的关键地区。保护区地带性植被为中亚热带常绿阔叶林，是保护区分布最广的优势植被，地带性土壤为红壤。为了解保护区自然生态系统的基本情况，以期为其生态系统的保护和可持续发展提供科学依据，笔者于2014年9月对九万山国家级自然保护区土壤动物多样性进行调查。

1 调查研究方法

1.1 样地设置及采样方法

结合不同海拔高度和植被情况，在九万山国家级自然保护区内选取9个样地（表1），每个样地设置2个样点，每个样点设置50cm×50cm样方，从上到下共分5层（凋落物层、0～5cm层、5～10cm层、10～15cm层、15～20cm层），现场采用手捡法对大型土壤动物进行采集，保存于75%酒精中带回实验室。随后再设置30cm×30cm样方，并按上述5层每层取4份100mL土样，带回实验室后采用干漏斗（Tullgren）法对其中3份土样分离干生中小型土壤动物，采用湿漏斗（Baremann）法对剩余1份土样分离湿生小型土壤动物，分离后用75%酒精保存。

表1 九万山国家级自然保护区调查样地概况Table 1 Vegetation information of study areas in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

1.2 土壤动物的鉴定

参考《中国亚热带土壤动物》［10］《中国土壤动物检索图鉴》［11］和《昆虫分类学》［12］等的方法，在双筒显微镜（OLYMPUSSZX16）下对采集的土壤动物进行分类鉴定和计数。

1.3 数据处理与分析

1.3.1 类群数量的等级划分 类群个体数量占捕获总数量的10%以上为优势类群，1%～10%为常见类群，低于1%为稀有类群［13］。

1.3.2 多样性指数 参照文献［14］的方法对土壤动物群落多样性指数（H′）、均匀度指数（E）、优势度指数（C′）、物种丰富度指数（D）和密度－类群指数（DG）用软件Excel 2010和BIO－DAP进行统计分析。

式中，ni为该样地群落内第i个类群的个体数，N为样地群落内所有类群的个体数，Pi＝ni／N，S为样地群落类群数，C为所研究的群落数，Ci为第i个类群在C个群落中出现的次数，Di为第i类群个体数，Dimax为第i类群在C个群落中出现的个体数最大值，g为群落中的类群数，G为各群落所包含的总类群数。

2 结果与分析

2.1 群落组成

经统计分析，在九万山国家级自然保护区共获得土壤动物3 967只，隶属4门11纲22目51科（表2）。其中，优势类群为棘（虫兆）科、等节（虫兆）科和矛线科3类，共2 180只，占采集土壤动物总数的54.95%；常见类群为长须甲螨科、菌甲螨科、蚁科、厉螨科、圆（虫兆）科、罗甲螨科、莓螨科、步甲科、疣（虫兆）科和铗（虫八）科10类，共1 291只，占总数的32.54%；其余为稀有群落，共38类496只，占总数的12.5%。从目一级阶元统计，整个蜱螨目（Acarina）占采集土壤动物总数的26.37%，所以在目一级阶元上亦属于优势类群。稀有类群种类数量大，但是个体数量少，说明该保护区土壤动物的异质性强；同时从优势和常见类群看，该保护区以小型土壤动物为主。

2.2 群落多样性

多样性指数、均匀度指数、优势度指数、丰富度指数、密度－类群指数是分析土壤动物群落结构的重要指标，都取决于群落类群数和类群个体数［15］。从表3看出，九万山国家级自然保护区9个样地土壤动物个体数为G＞H＞D＞I＞C＞A＞F＞B＞E，类群数为H＞I＞A＞D＞F＝B＞G＞C＞E，多样性指数为I＞A＞H＞F＞E＞D＞C＞B＞G，均匀度指数为E＞I＞F＞A＞H＝C＞D＞B＞G，优势度指数为C＞B＞G＞D＞E＝A＞F＞H＞I，丰富度指数为I＞A＞H＞B＞F＞D＞G＞C＞E，密度－类群指数为H＞I＞G＞A＞D＞F＞C＞B＞E。多样性指数与均匀度指数和丰富度指数均呈正相关，相关系数分别为0.75和0.77，均匀度指数和优势度指数呈负相关，相关系数为－0.72。多样性指数的标准差为0.24，均匀度指数的标准差为0.06，说明9个样地土壤动物群落的均匀度变化不大，但是密度－类群指数的标准差为2.12，相对较大，同时综合类群数和个体数来看，9个样地中的个别样地土壤动物群落多样性指数相差较大，多样性指数未按照海拔梯度呈现出一定的规律性。

表2 九万山国家级自然保护区土壤动物的群落组成Table 2 Composition of soil fauna communities in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

2.3 群落垂直分布

从图示可知，九万山国家级自然保护区土壤动物个体数的垂直分布表现为腐殖质层（1 932只）＞0～5cm层（989只）＞5～10cm层（544只）＞10～15cm层（345只）＞15～20cm层（157只）。腐殖质层和0～5cm层个体数占总数的73.6%，具有绝对优势，分布符合表聚性规律。个别土层土壤动物个体数出现下多上少的现象，这可能与取样时个别样地具有一定的坡度和小石块稍多，致使不能按照标准严格分层所致，但总体来看，土壤动物群落个体数的分布为上层多于下层。

表3 九万山国家级自然保护区土壤动物群落的多样性指数Table 3 Diversity indexes of fauna communities in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

图示 九万山国家级自然保护区土壤动物个体数的垂直分布Fig. Vertical distribution of soil fauna individual numbers in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

3 结论与讨论

九万山国家级自然保护区是我国亚热带地区物种多样性最丰富的地区之一，了解保护区内对土壤生态和物质、能量循环起重要作用的土壤动物多样性情况，对科学评价保护区自然生态系统和制定更合理的保护策略具有重要意义。调查分析结果表明，九万山国家级自然保护区有土壤动物3 967只，隶属4门11纲22目51科。其中棘（虫兆）科、等节（虫兆）科和矛线科3类（占采集动物总数的54.95%）为优势类群，长须甲螨科、菌甲螨科、蚁科、厉螨科、圆（虫兆）科、罗甲螨科、莓螨科、步甲科、疣（虫兆）科和铗（虫八）科10类（占总数的32.54%）为常见类群，蜚蠊科等38类（占总数的12.5%）为稀有群落。在目一级阶元上，蜱螨目占26.37%，亦属于优势类群。因此，九万山国家级自然保护区土壤动物优势类群组成与同处亚热带的衡山自然保护区［16］、湘中低山丘陵红壤森林生态系统［17］和浙江天童栲树林［18］土壤动物的组成相似。其土壤动物的优势类群和常见类群以跳虫类、线虫类和蜱螨类小型土壤动物为主，个体数量较多，构成土壤动物群落的主体成分，同时九万山国家级自然保护区土壤动物的垂直分布符合土壤动物普遍的表聚性分布特征。

该保护区土壤动物多样性指数、均匀度指数、丰富度指数的变化不大，但是类群－密度指数变化相对较大，同时在海拔400～1 300m，多样性指数未呈现出随海拔升高而降低的趋势［19］。一方面说明影响土壤动物多样性的因素比较复杂，另一方面可能与取样范围有限和样地植被类型的选取有关，进一步的大范围、多生境取样将能够更好地说明此问题。同时其多样性指数均高于浙江百祖山自然保护区［19］、广东石门台自然保护区［20］以及与其近邻的广西木论国家级自然保护区单性木兰林区［21］。虽然Shannon－Wiener多样性指数在评价土壤动物多样性时有一定的局限性，但也能反映出九万山国家级自然保护区土壤动物的多样性较为丰富，从而支持了该保护区是中国亚热带地区生物种类最丰富的地区之一，亦是全球同纬度地区生物多样性保护的关键地区。

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（责任编辑：冯 卫）

Diversity of Soil Fauna in Jiuwan Mountain National Nature Reserve

QIN Guole1，LI Xiaodong1＊，SHI Chenyu1，WANG Mengtao1，PENG Liaohua2，XU Jiefeng1

（1.College of Chemistry and Bioengineering，Hechi University，Yizhou，Guangxi 546300；2.Administration Bureau of Jiuwan Mountain National Natural Reserve，Rongshui，Guangxi 545300，China）

The diversity and community composition and vertical structure of soil fauna in Jiuwan Mountain National Nature Reserve were investigated in September 2014to explore the diversity of soil fauna and provide the scientific basis for protection and sustainable development of ecosystem of the natural reserve.Results：A total of 3 967individuals of soil fauna were collected in 9sample areas.They belong to 4phyla，11classes，22orders and 51families.The dominant groups were Onychiuridae，Isotomidae and Dorylaimidae，and they accounted for 54.97%of the total number of soil animals（2 180）.The common groups were Stigmaeidae，Scheloribatidae，Formicidae，Laelapidae，Sminthuridae，Lohmanniidae，Rhagidiidae，Carabidae，Neanuridae and Japygidae，and they accounted for 32.54%of the number（1 291）.The other 38groups were rare groups and accounted for 12.5%of the number（496）.Meanwhile，the Shannon－Wiener indexes of the soil fauna were relatively high and the community composition were relatively stable.

soil fauna；diversity；community composition；Jiuwan Mountain National Nature Reserve；Guangxi

S154.5；Q958.1

A

1001－3601（2016）07－0315－0125－05

2016－02－01；2016－04－05修回

广西高等学校科研项目“九万山自然保护区不同植被下中小型土壤动物多样性初步调查”（201204LX402）；广西自然科学基金项目“国家一级保护植物单性木兰林区土壤动物群落的结构与季节动态”（2012GXNSFBA053056）

覃国乐（1969－），男，副教授，硕士，从事森林生态与保护研究。E－mail：qinguole2005＠sina.com

＊通讯作者：李晓东（1982－），男，副教授，硕士，从事昆虫分类与土壤动物生态研究。E－mail：lxdong＿627＠163.com