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本研究通过比较退田还湖区、未退区以及湖滩的土壤动物群落组成和多样性差异,初步分析洞庭湖湿地恢复对于该地区土壤动物生物多样性的影响,旨在了解洞庭湖湿地土壤动物群落结构和生物多样性状况,为保护湖区生态环境,优化湿地生态系统提供科学依据。
根据洞庭湖区湿地恢复和退田还湖类型,选择3类典型生境(原生湿地:湖滩,退田还湖湿地,未还湖农田)并随机抽取5个典型的样地进行取样分析,用GPS测量各样地的海拔和经纬度。在每个样地多点取样,选择有代表性的3点,挖土壤剖面,按照0~5、5~10、10~15、15~20cm 4层取样,每层取100cm3和25cm3的样品各一个,分别于2004年4月~2006年1月两年间春、夏、秋、冬四季8次采样,带回实验室分别用干漏斗和湿漏斗法分离提取中小型土壤动物。
3生境5典型样地共取样方960个,经分离鉴定,共捕获土壤动物18,003头,分属于7门15纲37个动物类群。其中还湖湿地捕获土壤动物类群33个,优势类群为线虫类、蜱螨目,占总捕获量的91.65%; 常见类群为鞘翅目和弹尾目,占总捕获量的4.60%;其他29 类为稀有类群,占总捕获量的3.75%;未还湖农田生境有土壤动物类群25个,优势类群为线虫类,占总捕获量的86.79%; 常见类群有蜱螨目和弹尾目,占总捕获量的10.35%; 其他22 类为稀有类群,占总捕获量的2.86%;对照原生湿地湖滩仅捕获土壤动物15类,优势类群为蜱螨目和线虫类,占总捕获量的95.59%,常见类群为弹尾目,占捕获总量的2.99%,其余12类为稀有类群,占捕获总数的1.42%。土壤动物群落中种的异质性很高,不同季节,土壤动物群落以春季最为复杂,共30类;其次是秋季和夏季,分别为22类和20类;冬季最少,仅有17类。
对所取样方土壤动物种类数和个体数量结果统计,各生境土壤动物在物种数上还湖湿地与作为对照的原生湿地有极显著差异,而未还湖农田与对照原生湿地只有显著差异,但还湖湿地和未还湖农田之间差异也达到极其显著水平。从个体数量上看,未还湖农田与原生湿地相比存在显著差异,还湖湿地与原生湿地相比却没有显著差异,而其两者数量本身之间也无显著差异。
从各生境土壤动物群的垂直结构来看,各群落类群和数量在各层的分布是不同的。3生境5样地土壤动物垂直分布具有明显的表聚现象,上层的数量远远高于下层。但不同群落中各层土壤动物的丰富度及随土层加深而递减的程度则有明显不同。垂直分布基本遵从土壤动分布的一般定律:随土壤深度的增加土壤动物的数量和种类趋于减少。
通过Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀性指数(E)、Simpson优势度指数(C)、Margalef丰富度指数(D)和复杂性指数(Cj)五个多样性指标进行分析,结果表明:表征生物多样性的丰富度指数与复杂性指数显著相关,其他指数间关系不明确。用Shannon-Wiener指数(H)比较3生境5典型样地的生物多样性,结果:汉寿杨树林>小集成杨树林>澧南垸旱作物地>原生湿地湖滩>春风水稻田;用校正系数校正后的多样性指数Cj表征的生物多样性结果为:汉寿杨树林>小集成杨树林>春风水稻田>澧南垸旱作物地>原生湿地湖滩。校正后的数值与直观实感更能相符,既反映出各样地群落丰富的个体数量对于群落多样性的影响,又使相对个体丰盛度的重要性与类群丰富度和均匀度大致相当。
对校正后原生湿地、还湖湿地以及未还湖农田三生境的多样性指标两两比较均没有显著差异。由此可以看出,洞庭湖退田还湖工程实施9年来湿地生态系统变化不大,仍处于恢复的初期。