季節(jié)性雪被對(duì)高山林線交錯(cuò)帶凋落物分解過(guò)程中中小型土壤動(dòng)物多樣性的影響.pdf

1、土壤動(dòng)物不僅是生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分，而且是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的積極參與者。高山林線交錯(cuò)帶擁有比相鄰系統(tǒng)更高的生境復(fù)雜性和物種多樣性，是全球氣候變化的敏感區(qū)域。季節(jié)性雪被是高緯度和高海拔地區(qū)普遍存在的氣候特征?，F(xiàn)在關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題是:受季節(jié)性雪被和凍融循環(huán)的影響，高山林線交錯(cuò)帶凋落物分解中的土壤動(dòng)物群落是否發(fā)生顯著變化？如何變化？對(duì)凋落物的分解的影響是否顯著？雪被期和生長(zhǎng)季節(jié)土壤動(dòng)物群落間有何聯(lián)系？同時(shí)，全球變暖季節(jié)性雪被改變將如

2、何影響高山林線交錯(cuò)區(qū)凋落物分解以及分解過(guò)程中的土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)，迄今缺乏深入的研究，這限制了人們對(duì)高山林線交錯(cuò)帶土壤生態(tài)過(guò)程的深入了解。
　　川西亞高山林線交錯(cuò)帶作為中緯度高海拔地區(qū)最具代表性的高寒生態(tài)交錯(cuò)帶，季節(jié)性雪被覆蓋的時(shí)間一般為5～6個(gè)月，氣候垂直分異明顯，是研究全球變暖情景下冬季土壤生態(tài)學(xué)過(guò)程的理想科研場(chǎng)所。本研究采用凋落物分解袋的方法，以川西高山林線交錯(cuò)帶12種代表性植物:錦絲蘚Actinothuidium hooke

3、ri、高山冷蕨Cystopteris moupinensis、柳蘭Epilobium angustifolium、康定柳Salix paraplesia、紅毛花楸Sorbus rufopilosa、高山杜鵑Rhododendron lapponicum、糙野青茅Deyeuxiascabrescens、圓葉筋骨Ajuga ovalifolia、藏羊茅Festuca wallichanica、冷地早熟禾Poa crymophila、草甸馬先

4、蒿Pedicularis roylei、草血竭Polygonum paleaceum凋落葉作為研究對(duì)象，分別在不同海拔梯度上(3900m、4000m、4200m)，研究了兩個(gè)季節(jié)性雪被期末和生長(zhǎng)季期末(2012-10-30～2014-11-04)凋落物分解袋內(nèi)的土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和凋落葉質(zhì)量損失，分析了植被變化和季節(jié)對(duì)凋落物分解過(guò)程中土壤動(dòng)物的影響，同時(shí)分析了環(huán)境因子（雪被、凍融頻次、溫度）與分解過(guò)程中土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的關(guān)系。這對(duì)

5、于深入了解高山林線交錯(cuò)帶冬季土壤生態(tài)學(xué)過(guò)程及其與生長(zhǎng)季節(jié)生態(tài)過(guò)程的相互聯(lián)系具有十分重要的意義。初步研究結(jié)論如下:
　　研究期間，共捕獲土壤動(dòng)物15052只，雪被期末7533只，生長(zhǎng)季期末7519只，隸屬1門8綱16目82科。彈尾目和蜱螨目很多類群在雪被期和生長(zhǎng)季節(jié)均存在，如跳蟲(chóng)科、麗甲螨科等，凋落袋中捕獲的土壤動(dòng)物類群密度和個(gè)體密度在生長(zhǎng)季期末最高，類群數(shù)在林線上最豐富。每個(gè)海拔均有一些特有物種，如針葉林中的隱顎螨科，高山林線上的

6、微離螨科、高山草甸上的穴螨科等。雖然生長(zhǎng)季節(jié)水溫同步，植物生長(zhǎng)繁茂，適合土壤動(dòng)物的生存，但由于其活動(dòng)性和遷徙性，凋落袋內(nèi)采集到的土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)反而比雪被期末少14只。而雪被期在惡劣的生存環(huán)境下凋落袋內(nèi)提供了相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，適合生存的類群減少了生存競(jìng)爭(zhēng)，種群大量繁殖，在凋落袋中獲得的個(gè)體數(shù)反而較多。
　　蜱螨目和彈尾目是高山林線交錯(cuò)帶主要的土壤動(dòng)物類群，不同海拔蜱螨目和彈尾目的分布有較大的差異。在針葉林彈尾目數(shù)量最多，高山草甸上以蜱

7、螨目為優(yōu)勢(shì)類群。隨著凋落物的分解，凋落物袋內(nèi)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)也隨之變化，彈尾目隨著分解有個(gè)體數(shù)有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，類群數(shù)減少。不同基質(zhì)的凋落物分解速率不同，葉片的厚薄、軟硬、是否具有革質(zhì)顯著影響凋落葉的分解速率，凋落物混合分解或促進(jìn)或抑制凋落物的分解，土壤動(dòng)物對(duì)不同凋落物基質(zhì)的響應(yīng)也不同，導(dǎo)致土壤動(dòng)物對(duì)分解的影響程度不同，如高山杜鵑凋落葉中土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)相對(duì)較少。
　　不同季節(jié)不同海拔和不同凋落物中的土壤動(dòng)物群落多樣性指數(shù)均有一定的差異

8、。相對(duì)而言，Shannon指數(shù)H'、Pielou指數(shù)J和Margalef指數(shù)D在生長(zhǎng)季期末較雪被期期末高，雪被期末針葉林上較林線和草甸高，生長(zhǎng)季期末林線上最大，Simpson指數(shù)C相反。
　　相關(guān)分析和CCA排序表明，季節(jié)性雪被、海拔梯度、溫度、凍融頻次、凋落物組成成分均顯著影響高山林線交錯(cuò)帶凋落物分解中的土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)，環(huán)境因子和土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)均影響凋落物的分解。多元回歸分析進(jìn)一步表明，高山林線交錯(cuò)帶凋落物的分解主要受季節(jié)性

9、雪被、凍融頻次、溫度等環(huán)境因子的影響，幾個(gè)環(huán)境因子共同解釋凋落物質(zhì)量損失率變異的42.6％，土壤動(dòng)物因子能夠解釋凋落物質(zhì)量損失率變異的5.0％，它們共同解釋凋落物質(zhì)量損失率的44.9％。凍融頻次、海拔梯度、季節(jié)性雪被、溫度等環(huán)境因子是高山林線交錯(cuò)帶凋落物分解的關(guān)鍵因子，土壤動(dòng)物對(duì)高山林線交錯(cuò)帶凋落物分解的影響較環(huán)境因子薄弱。
　　綜上所述，季節(jié)性雪被對(duì)高山生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)具有重要影響，是高山地區(qū)重要的環(huán)境因子。積雪和融雪