台风灾害对常绿阔叶林大型土壤动物功能类群的影响

叶　岳，唐文武，姜玉霞

（肇庆学院 生命科学学院，广东 肇庆　526061）

YE Yue，TANG Wenwu，JIANG Yuxia

(School of Life Sciences,Zhaoqing University,Zhaoqing,Guangdong 526061,China)

台风灾害是当前人类面临的全球性重大问题之一，在我国发生频率非常高，影响也非常严重.广东省位于太平洋西岸，濒临南海，是台风灾害发生频率最高，影响最大地区,位于广东西部的肇庆市几乎每年都会面临台风灾害[1].2013年尤特台风带来的强降雨过程曾造成肇庆市5个县（市）的75个乡镇受灾，农作物受灾面积1191.16 Km2[2].以往自然灾害研究，主要围绕雨雪冰冻对森林生物群落造成的强烈影响[3]，例如乔木[4]、鸟类[5]、林下植被的演替[6]，人工林土壤动物的影响[7]等，但因台风的不确定性，缺乏对台风灾害对土壤动物功能类群的影响研究.

研究台风灾害对常绿阔叶林下大型土壤动物功能类群影响，旨在了解台风灾害干扰后大型土壤动物功能类群的变化，准确评估台风灾害对森林生态系统的影响，为受损森林生态系统的修复与重建提供依据.根据青木淳一等人[8-9]的研究把大型土壤动物群落按功能组成划分为5类，即植食性、腐食性、枯食性、捕食性和杂食性.这种分类方法对简化研究环节、探讨土壤动物在森林生态系统中的功能作用大有裨益.

1　研究区概况及研究方法

1.1　研究区概况

肇庆市位于广东省西部地区，北纬22°47′～24°24′，东经111°21′～112°52′，属热带、亚热带湿润季风气候，年平均气温21.5℃，年平均降雨量1800mm，相对湿度80%，为广东省主要林区之一，研究选取常绿阔叶林分布最广的北岭山森林公园作为采样样点.北岭山森林公园地处肇庆市端州区北郊，最高海拔758.7m.

1.2　研究方法

1.2.1采样时间和采样方法

2016年8月2日，台风“妮妲”在广东沿海登陆，登陆时中心附近最大风力14级，当日17时经肇庆封开县向西移出.这次台风造成的强降雨等自然灾害严重影响了珠江三角洲和粤东西北部分地区.

研究分两次采样，2016年7月（台风登陆前）第一次采样，2016年9月（台风登陆后）第二次采样，并同2015年7月和9月调查的数据进行对照.

根据北岭山森林公园地理情况，选择离人行道50m外样地，避开倒树、树桩等，随机选取3个样点，取样面积为25 cm×25 cm，并按0～5、5～10、10～15 cm 3个土层取样.每次选3个样地，每个样地选3个取样点，1个样点分3层取样，合计27份样本.2015和2016年各采样2次，共4次，总计108份样本.

采用国际通用的手捡法对大型土壤动物进行收集，分类采用尹文英[10]的方法.

1.2.2数据分析

利用软件spss13.0对实验数据进行统计与分析.

2　结果与分析

2.1　功能类群组成

由表1可知，2015年捕获大型土壤动物951只，2016年捕获大型土壤动物277只，共1228只，分别隶属4门8纲16目，其中2015年隶属3门8纲12目，2016年隶属3门7纲11目.

大型土壤动物功能类群为：植食性2种包括腹足纲、直翅目，个体数占总数的0.41%；腐食性3种包括寡毛纲、真螨目、弹尾目，个体数占总数的18.81%；枯食性7种包括等足目、倍足纲、蜚蠊目、白蚁、啮目、鳞翅目、双翅目，个体数占总数的34.28%；捕食性4种包括蜘蛛目、盲蛛目、蜈蚣目、缨翅目，个体数占总数的9.61%；杂食性4种包括线虫、革翅目、鞘翅目、蚂蚁，个体数占总数的36.89%.

经过统计，腐食性、枯食性和杂食性3类大型土壤动物功能类群个体数量占捕获数的89.98%，所以腐食性、枯食性和杂食性3类为研究的主要功能类群，是否是肇庆北岭山主要功能类群待进一步研究.

表1　大型土壤动物功能类群个体数比较

2.2　功能类群双因素方差方析

从表2可知，2016年采样时间、土层和采样时间*土层（交互作用）的P＞0.05,差异不显著.2015年采样时间、土层和采样时间*土层（交互作用）的P＞0.05,差异不显著，但土层P＞0.01,差异极显著.

表2　功能类群的双因素方差分析

2.3　主要功能类群的双因素方差分析

腐食性、枯食性和杂食性为研究的主要功能类群.双因素方差分析表明(如表3和表4所示），主要功能类群对年间影响因子响应不同.2016年主要功能类群P＞0.05,均达不到显著水平；而2015年仅土层P＞0.05,说明土层对枯食性大型土壤动物和杂食性大型土壤动物影响达到极显著水平，而对腐食性大型土壤动物影响达到显著水平.

表3　主要功能类群的双因素方差分析(2016年)

表4　主要功能类群的双因素方差分析（2015年）

2.4　功能类群垂直结构的对比

图1和图2表明2015年7、9月份功能类群在土层中有明显的表聚性.图3和图4表明2016年7、9月份功能类群在土层的变化与2015年同期不同，总体表聚性不明显，其中明显变化为杂食性蚂蚁.

图1　2015年7月份功能类群在土层中的个体数量（只）　

图2　2015年9月份功能类群在土层中的个体数量（只）

图3　2016年7月份功能类群在土层中的个体数量（只）　

图4　2016年7月份功能类群在土层中的个体数量（只）

3　结论和讨论

3.1　大型土壤动物功能类群的变化

腐食性、枯食性和杂食性3类大型土壤动物功能类群为研究的主要功能类群.2015年以寡毛纲（腐食性），等足目（枯食性）和蚂蚁（杂食性）为优势功能类群，而2016年台风后则以杂食性鞘翅目和蚂蚁为主,寡毛纲（腐食性）和等足目（枯食性）成为常见功能类群.本研究与其他学者的[11]研究非常相似,个体数量变化对自然干扰有明显响应.2016年台风后，寡毛纲（腐食性），等足目（枯食性）个体数量相较台风前有所增加，但个体数量增加缓慢，比2015年同期个体数量差距大.台风后，杂食性鞘翅目个体数量与2015年同期相比有所增加，杂食性蚂蚁个体数量几乎恢复到了2015年同期的水平（表1）.一方面，蚂蚁作为先锋种群聚集，分解枯枝落叶，能增加土壤微生物数量，对恢复生态系统起到一定作用；另一方面，潮湿和闷热的林内环境利于地表腐殖质的分解（2016年7月，温度31℃，湿度74%；9月，温度30℃，湿度95%），容易滋生土壤微生物，此时林内杂食性大型土壤动物对环境变化响应明显，数量增加较快，大型土壤动物通过对腐殖质的初步咀嚼，在微生物作用下分解为各种简单的化合物，有利于腐食性和枯食性大型土壤动物数量的增长，因此，杂食性土壤动物在恶劣环境中的土壤食物网占有重要的地位.综上所述，台风灾害扰乱了林内的大型土壤动物功能类群与周围环境之间的动态平衡，台风过后使蚂蚁发展为优势类群.

3.2　大型土壤动物垂直结构上的分布情况

台风带来的暴雨会造成森林生态系统的地表形成径流和泥石流[12]，从而影响大型土壤动物在垂直结构上的分布情况，但此次台风干扰前后，台风对大型土壤动物在土壤中垂直结构分布上的影响不显著，这在一定程度上说明北岭山森林生态系统植被覆盖率较高，林下土壤结构稳定性较好，这与其他研究一致[7,13].有研究表明，相较于中小型土壤动物，大型土壤动物由于生活史周期相对较长，可以作为环境变化的敏感指标[7]，而此次调查发现2015年土层中大型土壤动物功能类群达到显著水平，而2016年台风带来暴雨对大型土壤动物在垂直方向上的影响不显著，说明台风带来的暴雨把原有土壤水热条件平衡打破，造成土层对大型土壤动物功能类群影响减弱.本研究结果与学者[7]研究灾害天气对大型土壤动物群落结构没有影响结果类似.

利用2015年同期的监测数据作为灾前正常水平的参照,开展了大型土壤动物调查.突发性的气候干扰对大型土壤动物功能类群影响是明显的，仅从数量、优势类群方面研究可能有一定局限性，今后还将对森林生态系统中大型土壤动物功能类群开展系统、长期的定位监测.

参考文献：

[1]何伟芬,丘志华.2004—2012年影响肇庆市区的台风统计分析[J].现代农业科技,2015,17：260-262.

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