陕西省黄河湿地春季不同土地利用方式下中小型土壤动物多样性研究

李维娜 胡庆玲 郝转

摘要：2019年4月在陕西省黄河湿地区域选取3块不同土地利用方式下的土壤并进行采样，对中小型土壤动物多样性进行研究。结果显示，共获得中小型土壤动物51头，隶属于1门2纲9目，全部归属于节肢动物门，其中昆虫纲为优势类群，占总捕获动物数的60.8%，蛛形纲占总捕获动物数的39.2%。3种不同土地利用方式下的中小型土壤动物多样性指数与均匀度指数均具有明显差异，其中渭河流域河滩湿地的多样性指数与均匀度指数均高于其他2种湿地类型，卤阳湖盐碱湿地的多样性指数与均匀度指数较低，原因可能与卤阳湖盐碱湿地的盐碱化及土壤的其他理化性质有关。

关键词：土地利用方式;中小型土壤动物;多样性;陕西省黄河湿地

Abstract： In April 2019， three soils samples of different land use patterns were selected and sampled in the Yellow river wetland of Shaanxi province to study the diversity of small and medium-sized soil animals with different land use patterns. The results showed that a total of 51 small and medium-sized soil animals were obtained， belonging to 1 phylum， 2 classes and 9 orders respectively. All the soil animals belonged to Arthropod， among which， Insecta was the dominant group， accounting for 60.8% of the total captured animals， Arachnids accounted for 39.2% of the total captured animals. The diversity index and uniformity index of the small and medium-sized soil animal under three different ways of land use showed obvious difference. The diversity index and uniformity index of riverine wetland in Wei river basin were higher than those of the other two wetland types， and the diversity index and uniformity index of saline-alkali wetland in Luyang lake were the lowest. The reason may be related to the salinization of saline-alkali wetland in Luyang lake and other physicochemical properties of soil quality related.

Key words： patterns of land use; small and medium-sized soil animal; diversity; Yellow river wetland of Shaanxi province

湿地生态系统是一种界于陆地生态系统与水域生态系统之间的过渡生态系统，具备水域与陆地生态系统的双重性质[1]。土壤动物是指终生或者某一发育阶段在土壤中度过的且对土壤具有一定影响的动物类群[2]。它们的数量及类群十分庞杂，主要包括节肢动物、软体动物等，根据其个体特征及栖息环境又可分为若干类型。土壤动物与土壤微生物和植物根系共同组成地下生物群落结构[3]，是湿地生态系统中的重要组成之一，具有非常重要的作用，如分解动植物残体进行物质循环、对土壤进行疏松、维护土壤生态系统的理化性质及生物种群的繁衍、反映土壤的污染情况等[4]。研究表明，土壤动物对土壤肥力的保持以及土壤生產力的提高具有十分重要的作用，并且作为指示生物的一种，对土壤的质量评价极其重要[5，6]。

中国从20世纪70年代末才开始进行土壤动物生态学研究[7]。多数学者一般采用大型土壤动物进行湿地区域土壤污染的检测[8]和湿地区域不同土地利用方式下土壤动物的多样性研究[9，10]。目前，各地区对不同土地利用方式下的土壤动物研究依然以大型土壤动物的研究为主，对中小型土壤动物的研究较少。林兰稳等[11]对广州市东郊4种不同利用类型的土地（水稻田、蔬菜地、果园旱地、林地）土壤动物多样性进行了研究，结果表明土地的利用方式对土壤动物多样性影响明显，并且在不同的土地利用方式下，土壤动物的丰富度随着土层深度的增加而不断减少。王金凤等[12]通过使用样方法及干湿漏斗法对上海市不同土地利用类型的中小型土壤动物进行了采样、分析及多样性和均匀度指数的计算，认为中小型土壤动物的群落结构及多样性易受到不同土地利用方式的影响。朱永恒等[13]通过对长江中下游地区不同利用方式的农田内中小型土壤动物多样性指数的计算和分析，认为中小型土壤动物群落结构与多样性易受到农田土地利用方式及利用措施的影响。吴玉红等[14]对四川省紫色土丘陵区4种不同土地利用方式的中型土壤动物多样性进行了研究，结果表明中型土壤动物的群落结构及多样性指数明显受到了土地利用方式的影响。王海霞等[15]对松嫩草原区农牧复合系统内的农田、草地和林地3种不同的土地利用方式的土壤进行取样，研究了中小型土壤动物的群落特征，认为中小型土壤动物的群落结构及分布易受到土地利用方式和人为活动因素的影响。肖红梅等[16]在内蒙古自治区中部农牧交错区选取了4种不同土地利用方式的土壤进行取样，分析了中小型土壤动物的群落结构特征及影响因素，结果表明中小型土壤动物的分布及群落结构易受到土地不同利用方式的影响，并且随着土层深度的增加，具有明显的分层现象。

目前，关于湿地不同土地利用方式下土壤动物多样性的研究较少。本研究以陕西省黄河湿地为研究区，探讨不同土地利用方式及环境因素对中小型土壤动物群落的的影响，以期为湿地的利用与保护及中小型土壤动物多样性保护提供科学依据。

1 研究区概况与方法

1.1 研究区概况

陕西省黄河湿地（110°10′—110°36′E，34°36′—35°40′N）位于关中平原东部，北起龙门，南到潼关，是中国最大的内陆河流湿地之一，同时也是中国黄河中游地区面积最大的湿地之一。其面积为43 508.6 hm2，南北长为132.5 km，包含有渭河、泾河及洛河等流域湿地。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置 4月中旬选取天气晴朗且气温适宜的一天采集样本，在陕西省黄河湿地中不同土地利用方式选取3种不同类型的样地进行土壤取样。3块样地分别为渭南市蒲城县卤阳湖盐碱湿地、临渭区渭河流域河滩湿地以及临渭区渭河流域开垦农田湿地。每次随机选取3个样点，利用环刀进行取样，并且按照0～5 cm、5～10 cm、10～15 cm等距3层进行取样，将所采集土壤样本带回实验室用干漏斗分离中小型土壤动物。随后依据《中国土壤动物检索图鉴》[17]对分离出来的中小型土壤动物进行分离与鉴定。

1.2.2 环境参数 ①土壤含水量。采用干燥法进行测定。②土壤pH。用天平称取5 g风干土样，放入试管中，加入15 mL去离子水，试管口加塞后充分进行振荡，放置澄清后用pH试纸进行测定与比对，并记录数据[6]。③土壤温度。采用地温计进行测定。测定时将3支不同长度（5、10、15 cm）的地温计插入土壤中，间隔30～40 min后拔出，读取并记录显示的温度数字。具体监测结果见表1。

1.2.3 数据处理及分析方法

1）多样性指数的计算。

式中，H为Shannon-Weiner多样性指数;Pi=   ni/N，ni为第i类群的个体数，N为群落中所有类群的个体总数;S为类群数。

2）均匀度指数及群落相似性指数的计算。

式中，E为Pielou均匀度指数，Hmax为H的最大值。

3）利用以上数据对陕西省黄河湿地3种不同土地利用方式下中小型土壤动物物种多样性及其影响因素进行系统分析。

式中，q为Jaccard指数，表示群落相似性;a为所分离出的群落A类群数;b为所分离出的群落B类群数;而c为所分离出的群落A和B共有类群数。0

2 结果与分析

2.1 陕西省黄河湿地不同土地利用方式下土壤动物数量及种类组成

通过采样及鉴定整理，陕西省黄河湿地不同土地利用方式下中小型土壤动物的类群组成见表2。由表2可知，3块样地共获得中小型土壤动物51头，均属节肢动物门，分属于2纲9目，昆虫纲与蛛形纲为优势类群。其中，蛛形纲占所分离出的中小型土壤动物总数的39.2%，且全部归属于蜱螨目和盲蛛目，蜱螨目数量较多，占蛛形纲总数的75.0%;昆虫纲门类较多，但多属于常见类群，占所分离出的中小型土壤动物总数的60.8%，主要有半翅目、双翅目、弹尾目、双尾目、原尾目、鞘翅目与膜翅目，其中弹尾目数量最多，占昆虫纲总数的48.4%，鞘翅目数量最少，占昆虫纲总数的3.2%，其他动物类群数量为2～5头。3种不同土地利用方式下中小型土壤动物类群数量差异较为明显，表现为开垦农田湿地（22头）>盐碱湿地（18头）>河滩湿地（11头）。

2.2 陕西省黄河湿地不同土地利用方式下中小型土壤动物的垂直分布

陕西省黄河湿地不同土地利用方式下的中小型土壤动物的垂直分布特点及特征见表3。由表3可知，3种土地利用方式下的中小型土壤动物总数随着土壤深度的增加而减少。在3种不同土地利用方式下，0～5 cm土层中小型土壤动物个体总数最多，占所分离出来的土壤动物个体总数的52.9%，蜱螨目与弹尾目为优势类群;5～10 cm土层中小型土壤动物在不同土地利用方式下分布较为均匀，但随着取样深度的增加数量有所减少，占所分离出的土壤动物个体总数的25.5%，该土层各动物的种类组成较为相似并且种类较少，优势类群无法区分;10～15 cm土层中小型土壤动物分布较少，占分离出的土壤动物个体总数的21.6%。

通过比较3种不同土地利用方式下的中小型土壤动物数量随土层温度的变化，发现在适当的温度范围内，温度越高，土壤动物的数量越多。

2.3 陕西省黄河湿地不同土地利用方式下中小型土壤动物的群落特征

2.3.1 群落物种的多样性与均匀度指数 由表4可知，陕西省黄河湿地3种不同土地利用方式下的中小型土壤动物的群落物种多样性指数分布在1.373～1.649，均匀度指数分布在0.852～0.921，二者均表现为渭河河滩湿地>卤阳湖盐碱湿地>渭河开垦农田湿地，表明不同土地利用方式下中小型土壤动物种类分布不均。

2.3.2 群落的相似性指数 由表5可知，开垦农田湿地与河滩湿地土壤动物群落比较相似，相似性指数为0.571;开垦农田湿地与盐碱湿地土壤动物群落较为不相似，相似性指数为0.375;盐碱湿地与河滩湿地土壤動物群落极不相似，相似性指数为0.232。

3 小结与讨论

根据测定的环境参数可知，河滩湿地的土壤含水量最高，开垦农田湿地的土壤含水量最少。原因可能是由于河滩湿地接近渭河河流，水分不断的渗透入周围土壤之中，导致河滩湿地的含水量高于其他2块样地。开垦农田湿地中，由于人类活动及农田灌溉时间的不同，导致了开垦农田湿地含水量最低。通过对3块样地pH的比对得出，由于卤阳湖盐碱湿地的盐碱化程度过高，使得pH高于渭河流域开垦农田湿地与河滩湿地。相反，河滩湿地与开垦农田湿地的pH较为接近，原因可能是两者都处于渭河流域附近，环境参数大致相同。

通过比较陕西省黄河湿地3种不同土地利用方式下中小型土壤动物的物种数量变化及其垂直变化，表明3个采样点以及采样点各土层的土壤动物数量均不相同。随着采样深度的不断增加，各土层的中小型土壤动物总数及类群在不断减少，且温度越低，土壤动物的数量越少。原因可能是在适当温度范围内，温度越高，则越有利于土壤动物的繁殖与发育，最终使土壤物种数量得到增长。

3种不同土地利用方式下的湿地中，多样性指数与均匀度指数都表现为渭河流域河滩湿地>卤阳湖盐碱湿地>渭河流域开垦湿地。渭南流域河滩湿地的中小型土壤动物群落的物种数量最少，但多样性指数与均匀度指数要高于另外2种土地利用类型。

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