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土壤原生动物具有丰富的种类和巨大的生物量,是土壤中继细菌与真菌后的第三大生物区系,在土壤生态系统的物质循环与能量流动中起着重要的作用。受区系地理的限制,大多数土壤原生动物种类表现出明显的空间异质性分布,地带性特有种时常被发现。为了更好的了解土壤原生动物在全球的分布情况,各国学者对土壤原生动物传统的生态调查研究工作仍在继续。我国地域辽阔,陆生生态系统复杂多样,与之相对应的土壤原生动物势必也会多种多样。但由于原生动物个体微小和种类鉴定上的困难,因而相关研究也比较少。
受南亚热带季风气候影响显著,白云山风景区拥有十分丰富的自然资源。为丰富该景区有关微型生物资源方面的信息,深入的了解景区内生物多样性与生态环境现状的关系从而为该景区的可持续发展提供科学资料,同时也为探讨南亚热带土壤原生动物群落区系组成特征,本研究以白云山风景区的土壤原生动物中的纤毛虫和肉足虫两大类群为研究对象,通过对土壤纤毛虫和肉足虫的种类分布特征、丰度、生物多样性以及优势种的比较,结合主要土壤理化因子的分析,探讨了不同生境地的土壤原生动物生态群落情况。得到以下结果:
⑴整个研究过程中,在白云山风景区的7个样地共观察到隶属于9纲、18目、31科47属的土壤纤毛虫114种和隶属于6纲、8目、23科30属的土壤肉足虫67种。对该风景区土壤原生动物优势类群的组成作了统计分析,结果显示:白云山土壤纤毛虫的主要优势类群与中国典型地带、海南湿地及在世界土壤中的分布较为相似,均为旋毛类(Spirotrichea)和肾形类(Colpodea),分别占所观察到纤毛虫总种类数的38.6%和21.9%;土壤肉足虫的优势类群组成与中国典型地带的最为相似,同为表壳目(Arecllinida)和真变形目(Euamoebida)的种类,分别占土壤肉足虫总种类数的43.28%和26.87%。
⑵土壤纤毛虫的最高丰度出现于冬季的第5采样点(3.87×104 ind./g),最低丰度出现于春季的第2采样点(9.2×102ind./g)。土壤肉足虫的最高丰度出现于秋季的第5采样点(1.20×105ind./g),最低丰度出现于春季的第2采样点(1.73×103ind./g)。与已有研究结果不同,总体而言,土壤纤毛虫的最大丰度大部分出现在秋季(4个),而只有少数出现于夏季(2个),且总体的最大丰度出现于冬季;土壤肉足虫丰度分布特征亦有类似的特点。分析后认为,这种结果的产生与白云山风景区特有的地理气候特征以及样地的土壤类型有关。
⑶从Jaccard相似性指数来看,白云山风景区7个样点之间的土壤纤毛虫与肉足虫群落相似度介于中等不相似到中等相似水平。结合国内外已有的研究资料,将白云山风景区与几个类似生境地中的土壤原生动物的群落组成进行了对比,发现群落相似性水平极低,大部分处于极不相似水平。这符合土壤原生动物种类因空间分布的异质性而表现为明显的区块分布特征,也验证了原生动物在土壤中的分布会因小生境的不同而有所不同。
⑷最小显著差检验结果显示,采样点4的土壤纤毛虫生物多样性要显著的高于样点1(P=0.045)、样点2(P=0.002)、样点6(P=0.013)和样点7(P=0.000);样点7的纤毛虫多样性指数除了极显著的低于样点4外,比样点1(P=0.031)、样点3(P=0.007)和样点5(P=0.007)的多样性指数都要低。各样点土壤肉足虫的生物多样性比较结果显示,样点3和样点4的多样性要显著的高于样点2(P=0.015,0.005)、样点6(P=0.001,0.000)和样点7(P=0.024,0.008);同时样点6的多样性指数还显著的低于样点1(P=0.015)和样点5(P=0.005)。综合考虑这一结果,采样点3和4有更高的土壤原生动物生物多样性,而样点2、6和7的生物多样性水平则相对较低。
⑸各样点土壤纤毛虫中肾形类(Colopodid)和多膜类(Polyhymenophora)种类数比值(C/P比)的统计结果表明,样点2和7的C/P比均大于1,表明这两个样点比其他样点的土壤样品中含有相对来说更多的肾形类纤毛虫。采用双变量相关分析,对土壤纤毛虫种类数与C/P比值之间的相关性进行了分析。结果发现,土壤纤毛虫种类数与C/P比值之间存在着极显著的负相关(Spearman,R=-0.853,P=0.014);从线性方程的决定系数R2值(0.728)判定,纤毛虫种类数和C/P比值的线性方程拟合度高,线性关系良好(ANOVA,P=0.015)。
⑹通过二变量相关分析和多元线性回归分析,分别考察了单一土壤理化因子和多个土壤理化因子综合作用对土壤纤毛虫、肉足虫丰度的影响。从结果来看,在综合考虑各种理化因子时,会有更多的因子对土壤原生动物丰度产生影响。提示了在土壤这种包含了各种生命因素且极为复杂的系统中,存在于其中的各种因子之间可通过协同交互作用影响着土壤原生动物丰度。从分析结果可知,对土壤纤毛虫和肉足虫丰度均有显著性影响的理化因子包括土壤含水量、有机质、总氮、氨氮以及总钾的含量;而对土壤纤毛虫丰度无显著性影响的土壤pH值,却与土壤肉足虫丰度呈现显著的正相关(P=0.036)。此结果在一定程度上表明:与纤毛虫相比,肉足虫对土壤pH值的变化更为敏感。