經(jīng)營(yíng)措施對(duì)華北落葉松人工林土壤動(dòng)物群落的影響.pdf

1、華北落葉松人工林是華北地區(qū)重要的森林生態(tài)系統(tǒng)類型，在水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護(hù)及林區(qū)生態(tài)系統(tǒng)維護(hù)中發(fā)揮著不可替代的作用。但由于長(zhǎng)期營(yíng)造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、樹(shù)種單一的純林，導(dǎo)致人工林出現(xiàn)地力衰退、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低等現(xiàn)象。合理的經(jīng)營(yíng)措施不僅能夠提高林地生產(chǎn)力和林分穩(wěn)定性，改善地表凋落物的組成和性質(zhì);同時(shí)有利于維護(hù)土壤質(zhì)量和生物多樣性的提高。土壤動(dòng)物是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是森林環(huán)境變化的重要生物指

2、示者。經(jīng)營(yíng)后林分結(jié)構(gòu)與植被類型的改變會(huì)產(chǎn)生與其相適應(yīng)的土壤動(dòng)物群落。研究不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)冀北山地華北落葉松人工林土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)、多樣性及功能群的影響，旨在為落葉松人工林土壤生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理提供理論依據(jù)與基礎(chǔ)資料。
　　本研究以冀北山地華北落葉松人工林不同經(jīng)營(yíng)措施（EC:圍封、M1:落葉松與白樺幼齡同齡株間混交林、M2:落葉松與白樺異齡帶狀混交林、M3:群團(tuán)狀擇伐林、UC:未經(jīng)營(yíng)）下的土壤動(dòng)物群落為研究對(duì)象，采用手

3、揀法與Tullgren漏斗分離法調(diào)查不同經(jīng)營(yíng)措施林分土壤動(dòng)物物種組成及數(shù)量分布，并依據(jù)土壤動(dòng)物主要食性，對(duì)其進(jìn)行功能群劃分;應(yīng)用SPSS18.0、forstat和CANOCO5.0等軟件，分析不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤動(dòng)物群落組成與結(jié)構(gòu)、多樣性、功能群及季節(jié)動(dòng)態(tài)特征的影響差異，并結(jié)合各經(jīng)營(yíng)措施林分內(nèi)對(duì)土壤與凋落物理化性質(zhì)的調(diào)查，探究經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與多樣性的影響及原因。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)共獲得土壤動(dòng)物45933頭，隸

4、屬3門7綱19目86個(gè)類群。大型土壤動(dòng)物1995頭，68個(gè)類群，優(yōu)勢(shì)類群為蟻科、象甲科幼蟲(chóng)、長(zhǎng)角亞目幼蟲(chóng)與正蚓科;中小型土壤動(dòng)物43938頭，57個(gè)類群，蜱螨目與彈尾目占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)(94.93％)。從垂直分布分析，大型土壤動(dòng)物類群數(shù)(P=0.001)、中小型土壤動(dòng)物類群數(shù)(P＜0.001)及密度表聚性顯著，而大型土壤動(dòng)物0-10 cm層密度顯著高于凋落物層及10-20 cm層(P＜0.01);不同種類土壤動(dòng)物的垂直分布亦有差異。各功能群土

5、壤動(dòng)物以肉食性類群數(shù)最多（33類），腐食性土壤動(dòng)物密度所占比例最高(96.68％)。
　　(2)圍封后土壤動(dòng)物類群數(shù)和密度較未圍封林有增加趨勢(shì)，其中蜱螨目(P=0.003)與長(zhǎng)蠹科幼蟲(chóng)(P=0.024)密度增加顯著;土壤動(dòng)物稀有類群種類亦增加。圍封后土壤動(dòng)物群落多樣性水平提高，7月、9月DG顯著高于未圍封林。5月土壤動(dòng)物類群數(shù)、密度及多樣性最低，圍封后5月H、J顯著低于其他月份(P＜0.05)。土壤動(dòng)物類群數(shù)受環(huán)境影響顯著，主要受

6、含水量、全氮影響，DG也表現(xiàn)出與含水量的顯著正相關(guān)關(guān)系。
　　(3)經(jīng)營(yíng)后土壤動(dòng)物群落物種組成及數(shù)量分布變化顯著。大型土壤動(dòng)物優(yōu)勢(shì)類群密度所占比例提高，中小型土壤動(dòng)物則有下降趨勢(shì);經(jīng)營(yíng)后大型土壤動(dòng)物類群數(shù)顯著增加(P＜0.05)。不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤動(dòng)物群落產(chǎn)生影響不同，7月M3(P=0.002)和M2(P＜0.001)土壤動(dòng)物類群數(shù)顯著高于M1;9月M2內(nèi)土壤動(dòng)物密度最低(P＜0.05);部分稀有類群對(duì)經(jīng)營(yíng)措施具有一定指示作用。經(jīng)

7、營(yíng)后土壤動(dòng)物群落Shannon-Wiener指數(shù)H和DG提高，其中H及均勻度指數(shù)J以M1最大，且5月J顯著高于EC(P=0.031)和M3（P=0.007）;DG在全年平均及7、9月以M2最大，且7月顯著高于EC（P=0.003）與M1(P=0.014)。
　　(4)土壤動(dòng)物4種功能群在各經(jīng)營(yíng)措施林內(nèi)的分布不同，除M1腐食性土壤動(dòng)物類群數(shù)略低于EC外，經(jīng)營(yíng)后各功能群類群數(shù)均增加，其中M2、 M3內(nèi)腐食性、肉食性與植食性土壤動(dòng)物類群

8、數(shù)增加顯著(P＜0.05);經(jīng)營(yíng)后植食性土壤動(dòng)物密度顯著降低(P＜0.05)。M23種功能群的DG顯著增加(P＜0.05);經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤動(dòng)物群落H、J的影響因功能群而不同，腐食性土壤動(dòng)物群落H、J以M1最大，M3最小;肉食性群落H以M2最大，M1最小;植食性土壤動(dòng)物群落H以M3最大，M2最小。
　　(5)經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤動(dòng)物的類群數(shù)、密度、功能群及多樣性的季節(jié)波動(dòng)產(chǎn)生影響。類群數(shù)在EC與M2中最大值出現(xiàn)在7月，在M1、M3中出現(xiàn)在

9、5月;土壤動(dòng)物密度季節(jié)波動(dòng)在M1、M2中與EC一致，在M3中則相反;部分類群對(duì)季節(jié)有一定指示作用。經(jīng)營(yíng)后土壤動(dòng)物群落H、J季節(jié)波動(dòng)幅度減緩;DG季節(jié)動(dòng)態(tài)受經(jīng)營(yíng)措施影響較大，EC中最大值出現(xiàn)在9月，而經(jīng)營(yíng)林9月DG均較小，且M2中9月DG顯著低于7月(P=0.006)。腐食性土壤動(dòng)物季節(jié)波動(dòng)受經(jīng)營(yíng)措施影響較小，僅M35月密度顯著高于9月(P=0.008)和7月(P=0.007);經(jīng)營(yíng)后肉食性土壤動(dòng)物季節(jié)間差異顯著(P＜0.05)，M2中H

10、（P＜0.001）與M3中H(P=0.001)、J(P=0.019)月份間差異顯著;植食性土壤動(dòng)物受經(jīng)營(yíng)措施影響較大，M1中密度(P=0.024)，M2中DG（P=0.046），M3密度(P=0.025)、類群數(shù)(P=0.047)及DG(P=0.020)季節(jié)間差異顯著。
　　(6)經(jīng)營(yíng)措施對(duì)林內(nèi)土壤理化性質(zhì)有顯著影響，經(jīng)營(yíng)后土壤容重顯著降低(P＜0.05)。相關(guān)分析顯示，凋落物層土壤動(dòng)物群落分布受其理化性質(zhì)影響較小，僅DG與有機(jī)質(zhì)

11、呈顯著負(fù)相關(guān)，而土壤層土壤動(dòng)物群落分布受土壤理化性質(zhì)影響明顯，RDA排序表明，土壤容重(P=0.002)與有機(jī)質(zhì)(P=0.026)對(duì)土壤層土壤動(dòng)物群落分布影響顯著。隱翅甲科、花螢科、蟹蛛科等類群趨向于土壤容重較低的區(qū)域，象甲科幼蟲(chóng)、盲蛛目等類群常分布于有機(jī)質(zhì)含量較高的區(qū)域，而地蜈蚣目、園蛛科等類群的分布接近原點(diǎn)，表明其對(duì)環(huán)境有較高的適應(yīng)性。
　　通過(guò)對(duì)冀北山地華北落葉松人工林不同經(jīng)營(yíng)措施土壤動(dòng)物群落研究發(fā)現(xiàn)，圍封通過(guò)降低人為干擾降