【摘 要】
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土壤动物群落的结构和功能在生态系统的物质循环和能量转换过程中具有十分重要且不可替代的作用和地位。川西亚高山森林地处青藏高原东缘和长江上游地区,是我国西南林区的主体,在水土保持、保护生物多样性、全球碳循环、调节区域气候等众多方面发挥着重要作用。然而,由于区域环境复杂,气候多变,不同类型森林土壤动物群落结构与动态缺乏一致的认识。因此,为更为清晰地了解川西亚高山几种典型森林的土壤动物群落结构季节性变化特
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土壤动物群落的结构和功能在生态系统的物质循环和能量转换过程中具有十分重要且不可替代的作用和地位。川西亚高山森林地处青藏高原东缘和长江上游地区,是我国西南林区的主体,在水土保持、保护生物多样性、全球碳循环、调节区域气候等众多方面发挥着重要作用。然而,由于区域环境复杂,气候多变,不同类型森林土壤动物群落结构与动态缺乏一致的认识。因此,为更为清晰地了解川西亚高山几种典型森林的土壤动物群落结构季节性变化特征,以区域典型针叶林(紫果云杉P.purpurea)、针阔混交林(红桦B.albosinensis+岷江冷杉A.faxoniana+紫果云杉P.purpurea)和阔叶林(椴树T.tuan+稠李P.racemose+康定柳S.paraplesia)作为研究对象,从2017年到2019年采用干漏斗法研究了不同季节土壤动物群落结构特征,这对于深入了解亚高山森林土壤动物驱动的相关生态学过程及其季节性联系具有一定的科学意义。研究结果如下:本研究共获得土壤动物1955只,针叶林548只,阔叶林489只,混交林918只,分属17,目37科,优势类群分别为蜱螨目的真伊螨科、弹尾目的棘(虫兆)科及等节(虫兆)科,占总个体数的61.07%。针叶林林中包含27个类群,其中优势类群为真伊螨科、棘(虫兆)科、等节(虫兆)科,分别占总个体数的23.54%、25.00%、23.54%;阔叶林中包含32个类群,其中优势类群4类,分别为真伊螨科、微离螨科、棘(虫兆)科及等节(虫兆)科,占总个体数的62.17%;在混交林中,包含35个类群,其中优势类群同样为伊螨科、棘(虫兆)科和等节(虫兆)科占,总个体数的59.48%。土壤动物在垂直分布方面,主要集中在凋落物层,其中混交林凋落物层数量最多,针叶林、阔叶林次之。所有林分的凋落物层土壤动物数量均与0-5cm土层、5-10cm土层具有显著性差异(P<0.05)。可检出的土壤动物平均个体数量和类群数量以生长季节最高,冻融期最低。虽然各森林土壤在季节性冻融期间仍存在相当数量和类群的土壤动物,但土壤冻结和冻融循环显著影响了可检测的土壤动物个体和类群数量。针叶林土壤动物类群数量峰值出现在T6(11月),可见季节性冻融情况也会对土壤动物种类进行作用。所选森林群落的土壤动物群落以蜱螨目(Acarina)、弹尾目(Collembola)为优势类群,各群落对凋落物层的土壤动物个体密度和类群数量显著高于土壤层,以生长季节最高。不同土层下土壤动物呈现垂直分布状态,凋落物层最多,0-5cm土层次之,5-10cm土层土壤动物含量最少。在同功能团方面,三个林分的土壤动物总量为:腐食性>植食性>捕食性>杂食性。在针叶林中为植食性>腐食性>捕食性>杂食性,阔叶林和混交林中为腐食性>植食性>捕食性>杂食性。三个林分下土壤动物多样性指数和优势度指数均有显著性差异(P<0.05),均匀度指数无显著性差异。3个森林群落的Shannon-Wiener指数、Pielou均匀性指数和Simpson优势度指数同样受季节性变化影响显著。土壤动物的Shannon-Wiener指数和Pielou指数总体表现为以生长季节最高,冻融期期最低。三个林分总体的Jaccard相似度指数为中等相似。但季节动态不一,T1、T2、T3、T5和T6时期Jaccard相似度指数较小,表明三种林分的土壤动物群落结构差异较大,而T4和T7时期三种林分的Jaccard相似度指数较高,都达到中等相似状态。综合分析表明,川西亚高山森林土壤动物群落具有明显的季节性动态变化特征。土壤动物的Shannon-Wiener指数和Pielou指数总体表现为以生长季节最高,冻融期期最低,混交林与针叶林的土壤动物多样性出现了明显的冻融现象,尽说明管在气候寒冷的冬季森林土壤中仍存在丰富的土壤动物多样性。混交林极大地提高森林内土壤动物的个体和类群数,针叶林土壤动物类群数量峰值出现在T6(11月),可见季节性冻融情况也会对土壤动物种类进行作用。土壤动物多样性和个体类群数在土层方面出现“表聚现象”,凋落物层土壤动物均显著高于其他土层,且形成了土壤动物多样性随着土层厚度的增加逐渐降低的垂直分布结构。这些结果一方面证明了土壤动物群落对环境变化的敏感性,另外一方面也表明了土壤的冻融循环、凋落物输入及季节性的温度降变化对土壤动物群落结构施加了强烈影响。维持生态物种的多样性和可再生产能力是可持续发展的最基本体现,土壤动物多样性作为物种多样性不可分割的一部分,在进行营林措施上可以通过营造混交林,加强针阔混交等方式改变林分结构,通过对现实和潜在森林生态系统的科学管理、合理经营,维持森林生态系统的正常运转,维护生物多样性及其生态过程,以此来满足社会经济发展对森林产品及其环境服务功能的需求,进而实现森林可持续经营。
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