广州城市绿地大中型土壤动物群落结构与多样性

夏 征，李智琦，陈暖遥，陈培煌，温鹏花

（广州市林业和园林科学研究院，广东广州 510405）

0 引言

作为城市生态系统重要的组成部分，土壤动物是城市生物多样性的重要组分，在土壤生态系统功能、植物群落动态乃至居民健康中起着重要的作用[1-5]。土壤动物可参与大部分的土壤生态过程，包括分解有机质而促进养分循环，改善土壤结构而维持地力，指征土壤污染物而诊断土壤生态毒理状况等[6-9]。目前土壤动物研究已从农田、森林等自然生态系统扩展到人为干扰的城市生态系统，使得不同人为干扰强度下土壤动物群落结构、生态特征等成为研究热点，而城市绿地土壤动物也引起了人们的关注[10-15]。已有研究表明，土壤动物对人为管理措施的响应能通过物种丰富度、多样性指数的变化来衡量[16-20]。因此，研究城市土壤动物群落结构与多样性对评估城市土壤质量或城市生态系统的恢复建设具有参考意义。广州市是千年“花城”，也是快速城市化的中心城市，城市绿地类型丰富且环境差异较大，对广州市5 种绿地类型土壤动物群落结构和多样性进行分析研究，分析不同绿地类型土壤动物的组成、捕食性及多样性指数等，为今后进一步探讨城市土壤动物群落结构特点、开展城市土壤质量评价和监测工作奠定基础。

1 研究方法

1.1 研究区域概况

广州市（112°57′～114°03′E，22°26′～23°56′N）属亚热带海洋季风气候，年均气温21.4℃～21.9℃，最高温（7月）可达38.7℃，最低温（1 月）曾为-2.6℃（1963 年）。年降雨量1612～1909mm，主要集中在4—9 月，占全年降雨量的85%左右。全市森林覆盖率41.6%，建成区绿地率38.3%，建成区绿化覆盖率43.6%，人均公园绿地面积17.3m2[21]。

1.2 取样和鉴定

根据广州城市绿地特点，共设置公园绿地、区域绿地、道路绿地、单位附属绿地、居住区绿地等绿地共382个采样点。每个采样点按对角线法选取5 个点，每个点用边长15cm×15cm 正方形线框收集地表凋落物层取一个混合样，记作F0层（凋落层）；每个点周边用直径6cm的采土器分F1层（0～10cm）、F2层（10～30cm）、F3层（30～50cm）3 层取样，分层各获得3 个土样。采集样品立即带回实验室，用干漏斗法对大中型土壤动物进行分离。所得标本用75%的酒精保存，进行分类鉴定及数据统计。参照尹文英《中国土壤动物检索图鉴》在体式显微镜下进行分类鉴定及统计[22]。

1.3 数据分析

土壤动物群落多样性使用Shannon－Wiener 多样性指数（H），Pielou 均匀度指数（E）、Simpson 优势度指数（C）和Margalef 丰富度指数（D），计算公式如下。

2 结果与分析

2.1 不同绿地类型土壤动物群落组成特征

广州城市绿地共捕获土壤动物124550 头，隶属3门12 纲29 目。其中，公园绿地共捕获大中型土壤动物40090 头，隶属于3 门11 纲28 目。优势类群为真螨目（Acariformes） 和弹尾目（Collembola），占总数比为87.57%；常见类群为等足目、缨翅目、双翅目和膜翅目，总计占个体数8.09%，其他类群为稀有类群。从土壤动物类群数及个体数来看，真螨目作为优势物种广泛分布于各公园，且主要分布于凋落物层。区域绿地、道路绿地、单位附属绿地和居住区绿地共获得大中型土壤动物84460 头，其中，区域绿地26297 头，道路绿地25378 头，单位附属绿地27097 头，居住区绿地5687头，隶属于2 门8 纲20 目。优势类群为弹尾目和真螨目；常见类群为寡毛纲（Oligochaete）（1.16%）、等足目（Isopoda）（3.96%）、鞘翅目（Coleoptera）（1.64%）、双翅目（Diltera）（1.51%）、膜翅目（Hymenoptera）（1.22%）；稀有类群包括蜘蛛目（Araneae）（0.43%）、石蜈蚣目（Lithobiomorpha）（0.04%）、地蜈蚣目（Geophilomorpha）（0.005%）、双尾目（Diplura）（0.867%）、毛马陆目（Polyxenida）（0.06%）、 球 马 陆 目（Pillmillipedes）（0.29%）、狂蛇马陆目（Orsiboe）（0.004%）、山蛩目（Spirobolida）（0.26%）、虫齿目（Psocoptera）（0.056%）、缨翅目（Thysanoptera）（0.22%）、半翅目（Hemiptera）（0.03%）、直翅目（Orthoptera）（0.02%）、同翅目（Homoptera）（0.36%）和鳞翅目（Lepidoptera）（0.46%）。

2.2 不同绿地类型土壤动物食性

广州城市绿地植食类群30 类17471 头，占总捕获个体数的14.0%；捕食类群20 类7415 头，占总捕获个体数的6.0%；腐食类群79 类91619 头，占总捕获个体数的73.5%；杂食类群21 类8045 头，占总捕获个体数的6.5%，如图1 所示。

图1 广州城市绿地土壤动物食性

2.3 不同绿地类型土壤动物垂直分布特征

不同绿地类型土壤动物垂直分布如图2 所示，F0层（凋落层）、F1层（0～10cm）、F2层（10～30cm）和F3层（30～50cm）的大中型土壤动物随着土层深度的增加而急剧降低。公园绿地F0层土壤动物38927 头，占总捕获个体数的31.3%，区域绿地F0层土壤动物23508 头，占总捕获个体数的18.9%，道路绿地F0层土壤动物21865头，占总捕获个体数的17.6%，单位附属绿地F0层土壤动物24418 头，占总捕获个体数的19.6%，居住区绿地F0层土壤动物5561 头，占总捕获个体数的4.5%；公园绿地F1层土壤动物817 头，占总捕获个体数的0.7%，区域绿地F1层土壤动物2081 头，占总捕获个体数的1.7%，道路绿地F1层土壤动物1643 头，占总捕获个体数的1.3%，单位附属绿地F1层土壤动物1972 头，占总捕获个体数的1.6%，居住区绿地F1层土壤动物76 头，占总捕获个体数的0.1%；公园绿地F2层土壤动物169头，占总捕获个体数的0.1%，区域绿地F2层土壤动物388 头，占总捕获个体数的0.3%，道路绿地F2层土壤动物1694 头，占总捕获个体数的1.4%，单位附属绿地F2层土壤动物227 头，占总捕获个体数的0.2%，居住区绿地F2层土壤动物25 头；公园绿地F3层土壤动物177头，占总捕获个体数的0.1%，区域绿地F3层土壤动物320 头，占总捕获个体数的0.3%，道路绿地F3层土壤动物177 头，占总捕获个体数的0.1%，单位附属绿地F3层土壤动物480 头，占总捕获个体数的0.4%，居住区绿地F3层土壤动物25 头。

图2 不同绿地类型土壤动物垂直分布特征

2.4 不同绿地类型土壤动物多样性

不同绿地类型大中型土壤动物多样性、均匀度、优势度和丰富度结果显示，公园绿地土壤动物Shannon&Weiner 多样性指数（H）为3.4980，Pielou 均匀度指数（E）为0.8153，Simpson 优势度指数（C）为0.0449，Margalef 丰富度指数（D）为11.1952；区域绿地土壤动物H 为3.1239，E 为0.7761，C 为0.0732，D 为9.4892；道路 绿 地 土 壤 动 物H 为3.0542，E 为0.8108，C 为0.0649，D 为6.7877；单位附属绿地土壤动物H 为3.1388，E 为0.8108，C 为0.0614，D 为6.9814；居住区绿地土壤动物H 为2.4688，E 为0.9116，C 为0.0993，D 为3.5262，如图3 所示。

图3 不同绿地类型土壤动物多样性

3 结语

（1）广州城市绿地共获得大中型土壤动物124550头，隶属于3 门12 纲29 目或亚纲。优势类群为真螨目和弹尾目，常见类群为等足目、缨翅目、双翅目和膜翅目，总计占个体数8.09%，其他类群为稀有类群，总计占个体数7.62%。

（2）广州城市绿地共获得大中型土壤动物属于5 个食性的动物类群，其中，腐食类群79 类91619 头，占总捕获个体数的73.5%。

（3）广州城市绿地大中型土壤动物个体数量及类群数量都以F0层占绝对优势，其次为F1层，F2和F3层土壤动物个体数量及类群数量急剧降低。凋落物层是大中型土壤动物集居的场所，由于植物的生长发育需要大量的有机质，而生长过程中产生的有机残体则会留在土壤表层，经分解者的分解变为腐殖质，给大中型土壤动物提供营养成分，因此凋落物层土壤动物数量和类群最多。

（4）广州市城市绿地大中型土壤动物Shannon&Weiner 多样性指数为3.6000，Pielou 均匀度指数为0.7216，Simpson 优势度指数为0.0473，Margalef 丰富度指数为17.6110。其中，公园绿地土壤动物多样性指数最大，居住区绿地的多样性指数最小，区域绿地、道路绿地和单位附属绿地的动物多样性指数之间没有明显差异。