常熟市昆承湖菜田土壤动物的季节变化与环境因素研究

苏永春，杜 娟，邱晓婷，勾影波

（常熟理工学院 生物与食品工程学院，江苏 常熟 215500）

常熟市昆承湖菜田土壤动物的季节变化与环境因素研究

苏永春，杜 娟，邱晓婷，勾影波

（常熟理工学院 生物与食品工程学院，江苏 常熟 215500）

分别于秋季、冬季、春季和夏季各取样一次，选取3个样地多点取样，采集土壤动物并分类鉴定. 同时测定土壤温度、湿度和土壤有机质含量. 共捕获土壤无脊椎动物718只，隶属于3门，11纲，15类. 其中，弹尾目和蜱螨目为优势类群；膜翅目、线虫纲、多足纲、蜘蛛目、双翅目、寡毛纲、异翅目、直翅目和鞘翅目为常见种群；构成了常熟昆承湖菜田土壤动物群落组成的主体. 土壤动物的密度具有明显的表聚性，也具有明显的季节变化. 土壤动物数量的季节变化与湿度呈负相关，在本研究样地中相关系数不大；土壤动物数量的季节变化与土壤温度呈正相关，是影响土壤动物数量季节变化的主要因子；土壤动物数量的季节变化与土壤有机质的关系表现为负相关，并具有明显的滞后性.

农田；土壤动物；群落结构；环境因素

土壤动物是陆地生态系统中重要的生物组成成分之一，其数量大，与土壤微生物和植物根系等构成了地下生物群落，其活动对土壤的物质循环和能量转换有重要作用［1］. 在微生物的分解和综合作用下，土壤动物的残体和其排泄物中的化学元素转化为土壤中的有效成分而被植物吸收利用［2-3］. 土壤中所进行的生物和生物化学过程是陆地生态系统功能的基础，这些过程之所以能持续进行，得益于土壤中酶的作用［4］.土壤温度和土壤湿度是影响土壤生物的繁殖和代谢的基本条件，也影响土壤的有机活性，而土壤有机质的含量则是土壤生态系统整体活动的一个重要体现，也是土壤环境质量的重要指标［5］. 鉴于此，在前期工作的基础上，我们对土壤动物群落结构及其季节变化与土壤温度、湿度和有机质进行了研究［6］.

1 研究样地与方法

1.1 研究样地

昆承湖又名为东湖，位于常熟市区南郊，属于太湖流域水系阳澄湖湖群，南北长约6 km，东西宽约3~4 km，面积18.4 km2，是常熟市境内最大的湖泊，蓄水量达0.5亿m2，沿湖河口有二十多条. 其地理位置为120°41′E，31°50′N. 属于北亚热带南部温湿气候区，该区受亚热带季风气候的影响，四季分明，气候温和，雨量充沛. 年平均气温15.4 ℃，大于10 ℃的年积温为4 250~4 750 ℃. 年均总日照数2 130.2 h，占可照时数48%. 全年降雨量1 047.7 mm，4—9月雨水相对集中，月降雨量100 mm以上. 年平均相对湿度为80%左右，年均无霜期为242 d，土壤类型为黄棕壤［7］. 样地位于江苏常熟昆承湖围边菜田，样地为中产田，主要作物以油菜和雪里红轮作为主.

1.2 研究方法

分别于秋季（2011年9月）、冬季（2011年12月）、春季（2012年3月）和夏季（2012年6月）每季度取样一次. 选取3个样地多点取样，按0~5 cm，5~10 cm，10~15 cm分层进行取土样. 大型土壤动物选取30 cm×30 cm面积土方，采用手捡法，统计数量，并带回实验室进行分类鉴定. 中、小型土壤动物用50 cm3土壤环刀进行取样，同时测量土壤温度，土样样本带回实验室采用Tullgren法（干漏斗法）提取［8-9］，统计数量，并分类鉴定［10］. 同时土样带回实验室采用常规分析方法测定土壤湿度和土壤有机质含量［11］.

2 结果与分析

2.1 昆承湖周边菜地土壤动物群落特征

本次研究期间共捕获土壤无脊椎动物718只，隶属于3门，11纲，15类. 优势类群2个，常见类群9个，稀有类群4个. 弹尾目（21.73%）和蜱螨目（40.67%）为优势类群，占捕获个体总数的62.40%；膜翅目（7.80%）、线虫纲（6.41%）、多足纲（5.01%）、蜘蛛目（3.48%）、双翅目（3.76%）、寡毛纲（3.20%）、异翅目（2.37%）、直翅目（2.09%）和鞘翅目（1.95%）为常见种群，占捕获的土壤动物个体总数的36.07%；倍足纲、鳞翅目、半翅目、革翅目等其他类土壤动物为稀有类群，合计占捕获个体总数的1.53%（见表1）.

表1 样地土壤动物群落组成与捕获数量统计

优势种群和常见种群的土壤动物捕获个体数占总的捕获个体总数的98.47%，这表明优势类群和常见类群构成了常熟市昆承湖畔菜田土壤动物群落组成的主体，对影响该地区土壤动物群落结构和生态特征起着重要作用.

2.2 土壤动物捕获量的垂直分布

研究表明，在0~5 cm层中土壤动物的捕获数量最大，5~10 cm数量较少，10~15 cm最少. 土壤动物的捕获量随着土壤深度逐渐减少. 表明土壤动物的密度具有明显的表聚性（见表2）.

表2 土壤动物捕获数量的垂直变化

2.3 土壤动物捕获量的季节变化

本文采用每个样地多点采样取平均值对土壤动物捕获数量季节变化进行分析. 研究表明，土壤动物捕获数量具有明显的季节变化，秋季到冬季土壤动物的数量有下降的趋势，冬季到春季土壤动物缓慢复苏，数量增多. 春季到夏季随着气候的变化和气温升高土壤动物繁殖加速，数量明显增加，入秋以后土壤动物数量又迅速减少. 夏季最多为74.00，秋季较少为57.33，冬季和春季最少分别为53.66和54.33（见表3）.

表3 土壤动物捕获数量与环境因素的季节变化

2.4 昆承湖畔菜田土壤动物群落与土壤环境因素的关系

2.4.1 土壤动物数量的季节变化与湿度的关系

回归函数：y=178.48-3.73x，相关系数：r=-0.427.

昆承湖菜田土壤动物数量的季节变化与土壤湿度呈现负相关，说明湿度的增加会抑制农田土壤动物群落的数量. 相关系数的绝对值为0.427，表明在本研究样地的湿度季节变化的范围内相关性不大. 因为试验样地所属地区气候温和，雨量充沛，土壤结构也比较优质，土壤湿度的季节变化幅度不大. 由于本次研究主要分析了干生土壤动物，对于湿生土壤动物未作分析，因此该区域的土壤湿度不是土壤动物种群数量季节变化的限制因子（见表3）.

2.4.2 土壤动物数量的季节变化与温度的关系

回归函数：y=48.16+0.63x，相关系数：r=0.692.

研究样地土壤动物数量的季节变化与土壤温度呈正相关，土壤动物数量与土壤温度季节变化的趋势是一致的，土壤动物数量随着土壤温度的季节变化而发生相应的变化. 分析表明他们的相关系数为0.692，说明土壤温度是土壤动物种群数量季节变化的主要影响因子，对土壤动物种群的繁殖能力和数量变化起到关键的作用，是主要的生态限制因子（见表3）.

2.4.3 土壤动物数量的季节变化与土壤有机质的关系

回归函数：y=117.51-3.27x，相关系数：r=-0.566.

土壤有机质一般包括非腐殖质和腐殖质，能改善土壤的物理结构与化学性质. 一般土壤中有机质的含量越多，土壤节肢动物群落的种类和数量也越多，土壤肥力也越大［12］，但是这种相关具有滞后性. 统计分析表明土壤动物数量的季节变化与土壤有机质含量动态变化表现为负相关（见表3）. 相关系数为0.566. 昆承湖畔农田土壤动物群落与土壤环境因素的关系因为数据不符合检验条件，所以没有进行假设检验.

3 结论

本次研究共捕获土壤无脊椎动物718只，隶属于3门，11纲，15类. 弹尾目和蜱螨目为优势类群，占捕获个体总数的62.40%；膜翅目、线虫纲、多足纲、蜘蛛目、双翅目、寡毛纲、异翅目、直翅目和鞘翅目为常见种群，占捕获的土壤动物个体总数的36.07%. 构成了常熟市昆承湖畔农田土壤动物群落组成的主体.

随着土壤深度变化土壤动物捕获量的垂直分布逐渐减少，反映了土壤动物的密度具有明显的表聚性.土壤动物捕获数量具有明显的季节变化，夏季最多，秋季较少，冬季和春季最少.

昆承湖畔菜田土壤动物群落的季节变化与土壤环境因素具有相关性. 土壤动物捕获数量的季节变化与湿度呈负相关，说明湿度的增加会抑制农田土壤动物群落的数量，但是在本研究样地中相关系数不大；土壤动物捕获数量的季节变化与土壤温度呈正相关，土壤动物数量随着土壤温度的季节变化而发生相应变化，是主要影响因子；土壤动物捕获数量的季节变化与土壤有机质的关系表现为负相关，并具有滞后性.

［1］王立志，靳毓.土壤动物多样性的研究方法［J］.安徽农业科学，2009，37（11）：5020，5062.

［2］王芳.土壤动物在生态循环系统中的作用［J］.河南科技，2011（2）：19.

［3］李良树.不同菜地土壤酶活性与土壤养分相关性研究［J］.现代农业科技，2008，12：28-41.

［4］ 曹慧，孙辉，杨浩，等.土壤酶活性及其对土壤质量的指示研究进展［J］.应用与环境生物学报，2003，9（1）：105-109.

［5］苏永春，勾影波，郁达，等.常熟虞山土壤动物群落多样性的研究［J］.生物多样性，2004，12（3）：333-338.

［6］ 勾影波，王珉璐，苏永春. 常熟市昆承湖周边地区土壤动物群落结构及其多样性研究［J］.常熟理工学院学报，2010， 24（4）：18-21.

［7］常熟地方志编纂委员会. 常熟概览［M］.南京：江苏人民出版社，1993：1-26.

［8］青木淳一.土壤动物学［M］. 东京：北隆馆，1973：1-94.

［9］陈鹏. 土壤动物的采集和调查方法［J］. 生态学杂志，1983，2（3）：46-51.

［10］尹文英.中国土壤动物检索图鉴［M］.北京：科学出版社，1998：1-683.

［11］中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析［M］.上海：上海科学技术出版社，1978：62-136.

［12］ HEMBACH F. Correlation between data from laboratory and field tests for investigating the vixicity of pesticides to ear

thworm［J］. Soil Biol & Biochemistry， 1992， 24(12)：1749 -1753.

Abstract:This study was conducted in autumn, winter, spring and summer respectively. The three samples of multi-point sampling were selected, At the same time, the soil temperature, soil moisture and soil organic matter content were determined by routine analysis. A total of 718 soil invertebrates were captured, belonging to the 3 gate, class 11, class 15. Among them, Collembola and Acarina were the dominant species. Hymenoptera, Nematoda, Myriapoda, Araneae, Diptera, Oligochaeta, Orthoptera, Heteroptera and Coleoptera were common species, which constituted the main body of the soil animal community of Kuncheng Lake in Changshu city. The density of soil animals had obvious surface aggregation and obvious seasonal variation. The seasonal changes and the moisture of the soil animal population showed that the negative correlation in the study plots of correlation coefficient was small. The number of seasonal changes of soil animal and soil temperature showed that a positive correlation was the main factor affecting the change of soil animal number season. Besides, the number of seasonal variations of relationship between soil animal and soil organic matter presented a negative correlation, which was obviously lagging behind.

Key words:farmland; soil animals; community structure; environmental factors

A Study on Seasonal Variation and Environmental Factors of Soil animals in the Vegetable Field of Kuncheng Lake in Changshu City

SU Yongchun, DU Juan, QIU Xiaoting, GOU Yingbo
（School of Biology and Food Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China）

Q958.15

A

1008-2794（2017）04-00104-04

2017-02-26

苏永春，教授，研究方向：土壤生态学，E-mail：sych@cslg.edu.cn.