不同改造措施对柏木低效林中小型土壤动物群落结构的影响

铁烈华，白文玉，冯茂松①，吴 韬，李文兵，韩东苗，张忠宇

(1.四川农业大学林学院，四川 成都 611130；2.平昌县林业局，四川 巴中 636400)



不同改造措施对柏木低效林中小型土壤动物群落结构的影响

铁烈华1,2，白文玉1，冯茂松1①，吴 韬1，李文兵1，韩东苗1，张忠宇1

(1.四川农业大学林学院，四川 成都 611130；2.平昌县林业局，四川 巴中 636400)

中小型土壤动物可作为生境质量的重要指示生物。为研究柏木(Cupressusfunebris)低效林林窗中种植核桃(Juglansregia)且核桃林下铺设不同覆盖物的生态效应，设置柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设覆盖物〔白膜(HB)、黑膜(HH)、遮阴网(HZ)、凋落物(HD)〕处理、柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖(HT)处理和柏木(BM)对照。2013年6月至2014年6月分5次对中小型土壤动物多样性进行调查和比较，中小型土壤动物的分离采用干、湿漏斗法，共获得土壤动物4 893头，隶属2门5纲13类。研究发现，不同改造措施处理中小型土壤动物群落优势、常见、稀有和极稀有类群的组成差异较大，相似性分析发现不同改造措施土壤动物群落结构异质性也较大；柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设覆盖物能显著改善中小型土壤动物群落类群数、个体密度、多样性、均匀度和优势度(P<0.05)，其中，HD处理的改善效果最佳；同时，柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设覆盖物对柏木低效林中小型土壤动物的空间分布影响较大；柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设覆盖物可改善土壤理化属性，且土壤理化属性间相互作用共同影响土壤动物群落结构；HT处理对土壤全钾、速效钾、有机质含量以及中小型土壤动物空间分布的影响显著(P<0.05)，但对中小型土壤动物群落类群数、个体密度、多样性、均匀度和优势度的影响不显著(P>0.05)。因此，柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设覆盖物可改善柏木低效林中小型土壤动物群落结构，且HD处理对柏木低效林的改善效果最佳。

柏木；核桃；地表覆盖；低效林；土壤动物

低效林作为一种退化的森林生态系统,是指生态效益、经济效益和社会效益较低的林分[1]。低效林的大面积分布可影响林业可持续发展[2-3],降低生态系统的稳定性和资源利用率[4-5]。柏木(Cupressusfunebris)低效林在川中丘陵区分布广泛,其林分结构不合理,水土保持功能较低,森林生态系统较脆弱[6-7]。低效林改造的主要途径包括控制人为干扰、调控林分结构和改变低效林物种组成等[8]。

核桃(Juglansregia)果肉营养丰富,木材坚实,适应性较强,分布广泛,具有较高的经济价值[9]。地表覆盖具有改良土壤理化性质、改善土壤生态、增加生物多样性和提高作物产量的作用[10-11]。柏木低效林林窗中种植核桃且林下铺设地表覆盖物是一种改变低效林物种组成和调节林分结构的方法。常见的地表覆盖物有薄膜、凋落物和遮阴网等,因地表覆盖物不同,其生态效应可能不同。

中小型土壤动物是生态系统物质循环和能量流动的重要参与者[12],其对环境变化敏感[13],可作为衡量土壤质量的指示生物[14],被广泛运用于土壤污染评价[15-16]、全球碳循环[17]、土地利用[18]和生态系统恢复与重建[19]等领域。中小型土壤动物作为生境质量的指示生物,对柏木低效林林窗中种植核桃且核桃林下铺设覆盖物后土壤生态系统恢复情况的评估具有重要意义。在柏木低效林林窗中种植核桃,并在核桃林下铺设不同地表覆盖物,通过对比不同改造措施处理中小型土壤动物群落多样性和结构状况,对柏木低效林不同改造措施的生态恢复效果展开评估,为柏木低效林改造方法的选取提供依据和参考。

1 研究区概况

试验地位于德阳市旌阳区(31°05′～31°20′ N,104°15′～104°33′ E)。旌阳区位于成都平原东北边缘,海拔468～561 m,属亚热带湿润和半湿润气候区,四季分明,年均气温为16.1 ℃,年均降水量为893.4 mm,季节性干旱明显,降水主要集中在夏季。土壤为紫色壤土,土层深度约为40 cm,pH值约为8.0。改造前的柏木低效林平均胸径为8.8 cm,平均树高为7.4 m,郁闭度大于0.8,密度约为3 000株·hm-2。林下植被较单一,草本层以丝茅(Imperatakoenigii)为主,灌木层主要有黄荆(Vitexnegundo)和铁仔(Myrsineafricana)等。

2 研究方法

2.1 小区设置

试验采用随机区组设计方法(表1),共设置6组处理,分别为柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设地表覆盖物〔白膜(HB)、黑膜(HH)、遮阴网(HZ)、凋落物(HD)〕、柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖(HT)和柏木对照(BM)。其中,HT处理不铺设任何覆盖物,BM对照不做任何处理。

2012年6月,按照表1设计,伐掉对应的柏木低效林,使每个林窗大小为20 m×20 m,林窗中种植核桃。松土、除草,并按3 m×4 m的株行距种植核桃,BM对照保持原状。2013年3月底,在每个20 m×20 m林窗的中心选取约50 m2区域,将地表覆盖措施分别布置于经过除草处理的一年生核桃林下地表,同时,HT处理只做除草处理,BM不做任何处理。其中,一年生核桃林平均基径为28.2 mm,平均株高为149.9 cm。地膜厚度为0.01 mm;遮阴网为4针类型,遮阴率约为80%;凋落物选用玉米秸秆,覆盖厚度约为2 cm。核桃林做常规的整形修枝、松土施肥和病虫害防治等经营管理措施,BM对照不做任何处理。

表1 随机区组试验设计表

Table 1 Randomized block design of the experiment

区组处理ⅠHZHTBMHHHDHBⅡHHHBHDHTHZBMⅢHDBMHHHBHTHZ

HB、HH、HZ和HD分别指柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设白膜、黑膜、遮阴网和凋落物,HT指柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖,BM指柏木对照。

2.2 样品采集

对6组处理进行1 a共5次采样,共采集90个定点土样。分别在2013年6月(夏1)、2013年9月(秋1)、2013年12月(冬1)、2014年3月(春2)和2014年6月(夏2)采集样品。采样时在每个小区内采用蛇形5点采样法,用直径为5 cm的土钻分别取0～5(上层)、>5～10 (中层)和>10～15 cm(下层)土壤。将5钻土样按土层深度分别混合,将混合后的土样尽快带回实验室分别用湿漏斗法(Baermann)和干漏斗法(Tullgren)进行分离并鉴定。烘虫时控制土壤湿度约为80%,土块粒径约为1 cm,铺土厚度约为3 cm,用温度控制器(波动幅度为±0.5 ℃)控制烘虫箱内温度,使土表温度控制在34～36 ℃。每隔4 h观察记录1次,直到连续2次均不出现中小型土壤动物为止,具体步骤参见文献[20-21]。另采集20 cm×20 cm×20 cm土样,用于土壤理化性质的测定。同时,将DS1922L纽扣式温度计(精度为±0.5 ℃)埋于土壤5 cm深处,用于持续记录土壤温度的变化。

2.3 土壤动物的鉴定

土壤动物的鉴定参照《中国土壤动物检索图鉴》[22]、《昆虫分类学》[23]和《中国亚热带土壤动物》[24]等,对所采集的土壤动物进行鉴定。

2.4 数据处理与分析

每个样地5次取样的数据进行合并分析。采用Excel 2013、SPSS 20.0和Sigma Plot 12.5软件进行数据计算、分析和制图等。

中小型土壤动物各类群划分等级:个体数占个体总数10%及其以上的类群为优势类群(+++),占1%～<10%的类群为常见类群(++),占0.1%～<1%的类群为稀有类群(+),占0.1%以下的类群为极稀有类群[26]。

3 结果与分析

3.1 不同改造措施处理中小型土壤动物群落组成特征

共采集中小型土壤动物4 893头,隶属2门5纲13类。不同改造措施处理中小型土壤动物群落组成比例见表2。

表2 不同改造措施处理中小型土壤动物群落组成比例

Table 2 Composition of meso- and micro-soil fauna community relative to treatment

类群组成比例/%HBHHHZHDHTBM线虫动物门(Nemata) 线虫类(Nematoda)44.1±2.9+++43.4±2.2+++64.5±3.9+++41.1±2.7+++48.7±2.8+++40.8±3.9+++节肢动物门(Arthropoda) 蛛形纲(Arachnida) 蜘蛛目(Araneae)0.1±0.0+1.2±0.1++ 中气门亚目(Prostigmata)15.2±0.9+++20.5±1.4+++10.1±0.7+++18.1±1.2+++16.7±1.3+++14.8±1.0+++ 前气门亚目(Mesostigmata)1.0±0.1++4.4±0.3++2.2±0.1++0.7±0.0+2.4±0.1++0.8±0.1+ 隐气门亚目(Oribatida)7.0±0.4++8.2±0.7++5.2±0.3++7.6±0.5++4.0±0.3++3.9±0.6++ 原尾纲(Protura) 原尾目(Acerentomata)0.1±0.0+0.7±0.0+0.8±0.1+ 弹尾纲(Collembola) 弹尾目(Collembola)17.2±1.1+++9.5±0.6++9.0±0.7++16.2±1.2+++15.1±1.0+++23.5±1.5+++ 昆虫纲(Insecta) 啮目(Psocoptera)1.1±0.1++1.5±0.2++0.3±0.0+0.4±0.0+0.6±0.0+2.7±0.3++ 缨翅目(Thysanoptera)0.3±0.0+1.4±0.1++0.3±0.0+0.5±0.0+0.8±0.1+0.8±0.1+ 鳞翅目幼虫(Lepidopteralarvae)0.7±0.3+0.3±0.1+0.4±0.1+0.1±0.0+ 鞘翅目幼虫(Coleopteralarvae)11.0±1.5+++8.8±0.9++7.2±0.6++10.7±0.7+++10.1±0.8+++11.5±1.1+++ 鞘翅目成虫(Coleopteraadult)1.2±0.3++0.6±0.0+0.4±0.0+0.4±0.0+0.8±0.1+ 膜翅目(Hymenoptera)1.0±0.2++1.4±0.1++0.4±0.0+2.7±0.2++0.4±0.0+0.4±0.0+

HB、HH、HZ和HD分别指柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设白膜、黑膜、遮阴网和凋落物,HT指柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖,BM指柏木对照。数据后+、++和+++分别指稀有、常见和优势类群。

由表2可知,线虫类和中气门亚目为中小型土壤动物的优势类群,且核桃林下铺设地表覆盖物均可增加线虫类在中小型土壤动物群落中的组成比例。其中,HZ处理提高效果最明显;弹尾目和鞘翅目幼虫为HH和HZ处理的常见类群,为其他处理的优势类群;隐气门亚目为6个处理的常见类群;前气门亚目为HD处理和BM对照的稀有类群,为其他处理的常见类群;啮目为HB、HH处理和BM对照的常见类群,为其他处理的稀有类群;蜘蛛目、原尾目、缨翅目、鳞翅目幼虫、鞘翅目成虫和膜翅目为中小型土壤动物的稀有或常见类群。可见,HB、HH、HZ、HD和HT处理均可影响柏木低效林中小型土壤动物群落的组成结构。

3.2 不同改造措施对中小型土壤动物群落类群数及个体密度的影响

对处理1 a的中小型土壤动物总类群数的方差分析(表3)发现,HB和HD处理中小型土壤动物类群总数最多,两者差异不显著(P>0.05),且两者与其他4组处理之间差异均达显著水平(P<0.05),表明HB和HD处理能显著增加中小型土壤动物类群数(P<0.05);HH、HZ、HT处理中小型土壤动物类群总数与BM对照之间差异不显著(P>0.05),表明这3个处理对柏木低效林中小型土壤动物类群数的影响不显著(P>0.05)。

表3 不同改造措施中小型土壤动物群落类群数和个体密度

Table 3 Number of groups and individuals density of meso- and micro-soil fauna relative to treatment

处理类群数密度/(万只·m-2)HB30.67±2.08a93.71±4.61bHH24.33±1.16b65.87±4.54cHZ24.33±1.26b88.96±5.55bHD31.67±1.53a125.29±7.04aHT18.67±2.08c43.80±4.04dBM21.33±1.19bc41.76±3.02d

HB、HH、HZ和HD分别指柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设白膜、黑膜、遮阴网和凋落物,HT指柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖,BM指柏木对照。

对不同处理中小型土壤动物个体密度的方差分析(表3)发现,HD处理中小型土壤动物个体密度最大,且显著大于其他5个处理(P<0.05);BM对照中小型土壤动物个体密度最小,且显著小于HB、HH、HZ和HD处理(P<0.05),BM对照与HT处理差异不显著(P>0.05)。上述结果表明HB、HH、HZ和HD处理能显著增加柏木低效林中小型土壤动物个体密度(P<0.05),HD处理的增加效果最显著。

3.3 不同改造措施处理中小型土壤动物群落的特征指数及相似性

由表4可知,HD处理中小型土壤动物群落多样性指数最大,且显著大于其他5个处理(P<0.05);BM对照多样性指数显著小于HB、HH、HZ和HD处理(P<0.05);HB、HZ和HD处理均匀度指数较大,3者差异不显著(P>0.05),且显著大于其他处理(P<0.05);BM对照均匀度指数最小,且显著小于HB、HH、HZ和HD处理(P<0.05);BM对照和HT处理优势度指数较大,2者差异不显著(P>0.05),且显著大于其他处理(P<0.05)。上述结果表明HB、HH、HZ和HD处理能显著改善中小型土壤动物群落多样性、均匀度和优势度(P<0.05),而HT处理对柏木低效林中小型土壤动物群落多样性、均匀度和优势度的改善效果均不显著(P>0.05)。

除BM对照与HH和HD处理,HT与HD处理中等不相似外,其他各处理间均中等相似(表5),表明不同改造措施处理中小型土壤动物群落的组成具有较大异质性。

表4 不同改造措施处理中小型土壤动物群落的特征指数

Table 4 Characteristic indices of meso and micro-soil fauna relative to treatment

处理多样性指数H均匀度指数E优势度指数CHB2.126±0.018b0.923±0.008a0.138±0.002cHH1.512±0.194c0.846±0.038b0.289±0.058bHZ1.504±0.034c0.934±0.021a0.243±0.014bHD2.367±0.045a0.924±0.011a0.115±0.004cHT1.337±0.114cd0.723±0.028c0.384±0.038aBM1.212±0.181d0.692±0.034c0.456±0.033a

HB、HH、HZ和HD分别指柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设白膜、黑膜、遮阴网和凋落物,HT指柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖,BM指柏木对照。

表5 不同改造措施中小型土壤动物群落的相似性系数(q)

Table 5 Jaccard index of meso- and micro-soil fauna relative to treatment

处理HBHHHZHDHTHH0.59HZ0.550.55HD0.690.540.61HT0.560.680.540.46BM0.500.310.590.470.53

HB、HH、HZ和HD分别指柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设白膜、黑膜、遮阴网和凋落物,HT指柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖,BM指柏木对照。0

3.4 不同改造措施对中小型土壤动物群落空间分布的影响

不同改造措施处理中小型土壤动物群落的空间分布见图1。

HB、HH、HZ和HD分别指柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设白膜、黑膜、遮阴网和凋落物,HT指柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖,BM指柏木对照。同一组直方柱上方英文小写字母不同表示同一处理不同土层之间中小型土壤动物个体密度差异显著(P<0.05)。

由图1可知,德阳市旌阳区中小型土壤动物主要分布于上中层土壤。其中,HB、HH、HD处理和BM对照中小型土壤动物主要分布在上中层土壤,HZ处理中小型土壤动物空间分布相对较均匀,HT处理中小型土壤动物主要分布在中下层土壤。除HZ和HT处理外,其他4个处理中小型土壤动物表聚现象均较明显,BM对照中小型土壤动物群落空间分布情况与柏木低效林改造措施处理间的差异较大。总体来看,HB、HH、HZ和HD处理和HT处理均对柏木低效林中小型土壤动物的空间分布影响较大。

3.5 不同改造措施土壤特性及相关性分析

核桃林下铺设地表覆盖能改善柏木低效林土壤属性(表6)。其中,HB、HH、HZ和HD处理能显著提高土壤全氮、全钾和速效钾含量(P<0.05),但对土壤水解性氮、全磷含量、pH值的影响不显著(P>0.05);同时,HH和HD处理能显著增加柏木低效林有效磷含量(P<0.05);HB、HH和HZ处理均能显著影响柏木低效林土壤温度(P<0.05)。

土壤动物个体密度、类群数及土壤特性的相关性分析见表7。

表6 不同改造措施土壤理化特性

Table 6 Soil physic-chemical properties relative to treatments

处理w(全氮)/(g·kg-1)w(水解性氮)/(mg·kg-1)w(全磷)/(g·kg-1)w(有效磷)/(mg·kg-1)w(全钾)/(g·kg-1)w(速效钾)/(mg·kg-1)w(有机质)/(g·kg-1)pH值1)温度/℃HB1.13±0.01b63.69±9.37b0.11±0.01b5.64±0.52c13.27±0.32a116.28±2.19b29.65±0.04a8.19±0.04a22.98±0.50aHH1.12±0.03b61.64±9.01b0.11±0.01b24.11±10.65a12.62±0.43a126.75±14.09b36.65±16.01a8.07±0.29a22.12±0.49aHZ1.13±0.01b70.47±2.04ab0.10±0.01b13.47±4.85bc12.95±0.15a177.71±19.61a48.23±9.75a8.19±0.06a18.56±0.52cHD1.27±0.07a87.88±5.40a0.14±0.05b17.97±0.76ab12.50±0.08a137.44±6.55b47.66±9.00a8.21±0.08a20.23±0.49bHT0.91±0.10c54.11±18.70b0.13±0.03b3.80±0.21c8.99±0.94b74.79±3.12c13.82±5.45b8.26±0.03a20.10±0.50bBM0.85±0.02c76.59±6.73ab0.28±0.04ab3.34±0.33c7.33±0.63c48.62±3.14d38.92±1.83a8.15±0.13a20.19±0.51b

HB、HH、HZ和HD分别指柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设白膜、黑膜、遮阴网和凋落物,HT指柏木林窗中种植核桃且核桃林下无覆盖,BM指柏木对照。1)土水质量比为1∶1。

表7 土壤动物个体密度、类群数及土壤特性的相关性分析

Table 7 Correlation analysis of individual density and community amount of soil fauna and soil properties

指标个体密度类群数w(全氮)w(水解性氮)w(全磷)w(有效磷)w(全钾)w(速效钾)w(有机质)pH值1)类群数0.896**w(全氮)0.870**0.780**w(水解性氮)0.483*0.4500.274w(全磷)-0.478*-0.325-0.646**0.337w(有效磷)0.4280.3510.592**0.056-0.436w(全钾)0.753**0.775**0.811**0.247-0.492*0.563*w(速效钾)0.710**0.485*0.775**0.172-0.724**0.545*0.773**w(有机质)0.499*0.3940.494*0.687**0.0540.2840.533*0.576*pH值0.2930.1310.235-0.050-0.368-0.3070.0230.294-0.055温度0.0620.3730.124-0.198-0.1440.0570.285-0.142-0.215-0.050

*在α=0.05水平上差异显著,**在α=0.01水平上差异显著。1)土水质量比为1∶1。

如表7所示,土壤动物个体密度与类群数、全氮、水解性氮、全磷、全钾、速效钾和有机质含量呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关关系;土壤动物类群数与全氮和全钾含量呈极显著相关(P<0.01),与速效钾含量呈显著相关(P<0.05)。土壤全氮含量与全磷、有效磷、全钾、速效钾和有机质含量,水解性氮含量与有机质含量,全磷和有效磷含量与全钾、速效钾含量,全钾含量与速效钾、有机质含量,速效钾含量与有机质含量均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关,表明土壤主要特性间相互关联,共同影响中小型土壤动物群落结构。

4 讨论与结论

试验共采集中小型土壤动物4 893头,隶属2门5纲13类。不同改造措施处理中小型土壤动物群落优势、常见和稀有类群的组成差异较大,不同改造措施对土壤动物群落组成的影响不同。柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设不同覆盖物改造措施能改善柏木低效林土壤主要属性,且不同改造措施改善土壤属性的效果略有差异,其中,核桃林下铺设凋落物的改善作用较明显。如核桃林下铺设覆盖物可显著(P<0.05)提高土壤全氮、全钾和速效钾含量等,这与张义等[27]关于苹果园铺设地表覆盖物对土壤理化性质影响的研究结果相似。这可能是因为在林窗形成后,核桃林下铺设覆盖物可改善土壤水热条件,同时松土、除草可能改变了土壤结构,且核桃林下铺设凋落物还为微生物及土壤动物提供良好的生境,加快了土壤生态系统的物质循环和能量流动速度,引起土壤理化性质变化,这还需要作进一步研究。同时,柏木低效林改造后土壤中全氮、全磷和全钾含量变化剧烈,这可能与核桃林的经营管理措施有关,需要继续深入研究。土壤动物个体密度、类群数与土壤主要属性存在不完全相关关系,且土壤主要属性间相互关联,共同对中小型土壤动物群落结构产生影响。林英华等[28]对不同施肥条件下农田土壤动物群落的研究发现,土壤理化性质与土壤动物群落之间是相互作用、相互影响的,笔者研究结果与之相同。

柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设地表覆盖物不仅能增加中小型土壤动物群落的类群数和个体密度,还能改善中小型土壤动物群落的多样性、均匀度和优势度,核桃林下无覆盖对中小型土壤动物群落类群数、个体密度、多样性、均匀度和优势度的影响均不显著。其中,核桃林下铺设凋落物对柏木低效林中小型土壤动物群落类群数、个体密度、多样性、均匀度和优势度的改善效果较大。这与闫根海等[29]关于地膜覆盖对土壤状况的影响和杨佩等[30]对秸秆覆盖后中小型土壤动物的生态分布特征的研究结果相似。这可能是因为林窗形成后,核桃林下铺设地表覆盖物改善了土壤属性,影响柏木低效林土壤生态系统内部环境,扩充中小型土壤动物的食物来源[31],同时,核桃林下铺设凋落物不仅可以改善土壤理化性质,还能增加土壤酶活性和微生物多样性,恢复生态系统稳定性[11,32]。不同改造措施处理中小型土壤动物群落的组成结构分异较大,表明不同改造措施对土壤生态系统内部环境的影响不同,进而影响中小型土壤动物群落结构。同时,核桃林下铺设覆盖物和核桃林下无覆盖物均可影响中小型土壤动物的空间分布,且由于核桃林下铺设覆盖物的不同,其柏木低效林中小型土壤动物的空间分布情况也略有不同。

综上,柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设地表覆盖物对柏木低效林中小型土壤动物群落多样性和结构有较大影响,其中,核桃林下铺设凋落物的整体改造效果最佳。

该文研究了柏木林窗中种植核桃且核桃林下铺设不同覆盖物对柏木低效林中小型土壤动物群落的影响,揭示了改造效果最佳的措施,并分析可能的原因。若能同时分析气候、植被群落多样性与中小型土壤动物群落的相关性,并进一步调查引起土壤理化性质剧烈变化的原因,将更具说服力,这还需要继续深入研究。

[1] GUO Xiao-ping,ZHU Jin-zhao,YU Xin-xiao,etal.Ways to Improve Low-Benefit Black Locust Forests in Loess Plateau[J].Forestry Studies in China,2005,7(2):57-62.

[2] 王会利,唐玉贵,韦娇媚.低效林改造对土壤理化性质及水源涵养功能的影响[J].中国水土保持科学,2010,8(5):72-78

[3] 邓东周,张小平,鄢武先,等.低效林改造研究综述[J].世界林业研究,2010,23(4):65-69.

[4] 冯文贵,刘洋.四川盆地低山丘陵区柏木低效林改造效应研究[J].安徽农业科学,2008,36(15):6296-6297,6303.

[5] 周立江.低效林评判与改造途径的探讨[J].四川林业科技,2004,25(1):16-21.

[6] 龚固堂,黎燕琼,朱志芳,等.川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应[J].生态学报,2012,32(3):923-930.

[7] 黎燕琼,龚固堂,郑绍伟,等.低效柏木纯林不同改造措施对水土保持功能的影响[J].生态学报,2013,33(3):934-943.

[8] 庞学勇,包维楷,张咏梅.岷江上游中山区低效林改造对土壤物理性质的影响[J].水土保持通报,2005,25(5):12-16.

[9] 高海生,朱凤妹,李润丰.我国核桃加工产业的生产现状与发展趋势[J].经济林研究,2008,26(3):119-126.

[10]侯晓杰,汪景宽,李世朋.不同施肥处理与地膜覆盖对土壤微生物群落功能多样性的影响[J].生态学报,2007,27(2):655-661.

[11]卜玉山,苗果园,周乃健,等.地膜和秸秆覆盖土壤肥力效应分析与比较[J].中国农业科学,2006,39(5):1069-1075.

[12]蒋万祥,陈静,王洪凯,等.山东蒙山线蚓群落结构及其影响因子研究[J].生态与农村环境学报,2013,29(2):203-208.

[13]SIX J,BOSSUYTC H,DEGRYZED S,etalA History of Research on the Link Between (Micro) Aggregates,Soil Biota,and Soil Organic Matter Dynamics[J].Soil and Tillage Research,2004,79(1):7-31.

[14]VEIKKO H.The Role of Soil Fauna in Ecosystems:A Historical Review[J].Pedobiologia,2007,50(6):489-495.

[15]MA Wei-chun.Critical Body Residues (CBRs) for Ecotoxicological Soil Quality Assessment:Copper in Earthworms[J].Soil Biology and Biochemistry,2005,37(3):561-568.

[16]SHAO Yuan-hu,ZHANG Wei-xin,SHEN Jue-cui,etal.Nematodes as Indicators of Soil Recovery in Tailings of a Lead/Zinc Mine[J].Soil Biology and Biochemistry,2008,40(8):2040-2046.

[17]MIRA L,MIKO H,JARI H,etal.History of Land-Use Intensity Can Modify the Relationship Between Functional Complexity of the Soil Fauna and Soil Ecosystem Services:A Microcosm Study[J].Applied Soil Ecology,2012,55:53-61.

[18]艾尼瓦尔·吐米尔,余曙光.乌鲁木齐北郊不同土地利用方式下大中型土壤动物群落分布特征[J].生态与农村环境学报,2008,24(2):36-40.

[19]李娜,张雪萍,张利敏.红松人工林与天然次生林大型土壤动物功能类群[J].应用与环境生物学报,2014,20(1):22-29.

[20]铁烈华,张林成,冯茂松,等.烘虫温度和时间对中小型土壤动物烘虫分离效果的影响[J].四川农业大学学报,2015,33(1):45-50.

[21]铁烈华,白文玉,冯茂松,等.经济林草措施改造柏木低效林对中小型土壤动物群落结构的影响[J].生态学杂志,2016,35(2):346-353.

[22]尹文英.中国土壤动物检索图鉴[M].北京:科学出版社,1998:38-387.

[23]袁锋,张雅林,冯纪年,等.昆虫分类学[M].2版.北京:中国农业出版社,2005:58-539.

[24]尹文英.中国亚热带土壤动物[M].北京:科学出版社,1992:18-64.

[25]崔丽巍,刘世荣,刘兴良,等.米亚罗林区不同森林恢复方式下中小型土壤动物多样性[J].生态学杂志,2011,30(6):1153-1162.

[26]李艳红,杨万勤,罗承德,等.桉-桤不同混合比例凋落物分解过程中土壤动物群落动态[J].生态学报,2013,33(1):159-167.

[27]张义,谢永生,郝明德,等.不同地表覆盖方式对苹果园土壤性状及果树生长和产量的影响[J].应用生态学报,2010,21(2):279-286.

[28]林英华,杨学云,张夫道,等.陕西黄土区不同施肥条件下农田土壤动物的群落组成和结构[J].生物多样性,2005,13(3):188-196.

[29]闫根海,杨晓军,王斌,等.地膜覆盖对玉米产量及其土壤状况的影响[J].安徽农业科学,2010,38(12):6405-6406,6413.

[30]杨佩,王海霞,岳佳.秸秆覆盖免耕条件下中小型土壤动物的生态分布特征[J].水土保持研究,2013,20(2):145-150.

[31]于树,汪景宽,高艳梅.地膜覆盖及不同施肥处理对土壤微生物量碳和氮的影响[J].沈阳农业大学学报,2006,37(4):602-606.

[32]HADRIAN F C,GERARDO S B V,HOWARD C L.Mulch Effects on Rainfall Interception,Soil Physical Characteristics and Temperature UnderZeamaysL.[J].Soil and Tillage Research,2006,91(1):227-235.

(责任编辑： 李祥敏)

Effects of Reforming Low-Efficient Cypress Forest on Meso- and Micro-Soil Faunal Community.

TIE Lie-hua1,2, BAI Wen-yu1, FENG Mao-song1, WU Tao1, LI Wen-bing1, HAN Dong-miao1, ZHANG Zhong-yu1

(1.College of Forestry, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China; 2.Pingchang Forestry Bureau, Bazhong 636400, China)

Meso- and micro-soil fauna can be used as an important indicator of habitat quality. It′s not only sensitive to changing environment, but also plays an important role in soil ecosystem. So it is used to evaluate ecological effects of measures of reforming low-efficient cypress forests in this study. A field experiment, carried out in a cypress forest, was designed to have 6 treatments, that is, Treatment HT (interplanted with walnut trees free of mulch), Treatment HB (interplanted with walnut trees and mulched with white film), Treatment HH (interplanted with walnut trees and mulched with black film), Treatment HZ (interplanted with walnut trees and mulched with shade net), Treatment HD (interplanted with walnut trees and mulched with litter) and Treatment BM (no interplanting and no mulching). Investigations of meso- and micro-soil faunal diversity were performed during the period from June, 2013 to June, 2014 for comparison. Meso- and micro-soil animals were isolated from the soil, using the dry and wet funnel methods, and a total of 4 893 soil faunal individuals were gathered and sorted into 13 groups, 5 classes and 2 phyla. Results show that composition of that soil fauna, in terms of dominant group, common group, and scarce/rare group, varied sharply with the treatment. Similarity analysis reveals that structure of the soil fauna community also differed greatly between treatments. In Treatments HT, HB, HH and HZ population, individual density, Shannon index, Pielou index and Simpson index of the meso and micro-soil fauna increased significantly(P<0.05), with Treatment HD in particular. Besides, the four treatments affected spatial distribution of the soil fauna remarkably, and improved soil physic-chemical properties. And the improved soil properties and their interactions jointly affected structure of the soil faunal community. Treatment HT did have some marked effects on soil total potassium, readily available potassium, organic matter and spatial distribution of the soil fauna (P<0.05), but not

cypress; walnut; surface mulch; low-benefit forest; soil fauna

2015-09-01

“十二五”国家科技支撑计划(2011BAC09B05);四川省科技厅科技支撑计划(2010NZ0049)

S154.5；S756.5;X825

A

1673-4831(2016)05-0767-07

10.11934/j.issn.1673-4831.2016.05.012

铁烈华(1990—),男,四川自贡人,硕士生,研究方向为林木栽培生理与森林生态。E-mail: 525057894@qq.com

① 通信作者E-mail: 705592631@qq.com

much on population, individual density, Shannon index, Pielou index and Simpson index of the soil fauna. In conclusion, the treatments of interplanting walnut trees and mulching is proven to be able to improve community structure of the meso and micro-soil fauna in the low-efficient cypress forest and the treatment of interplanting walnut trees and mulching with litter (HD) is the most outstanding in this effect.