干旱绿洲区枸杞林地土壤动物多样性与土壤健康评价

来源 :宁夏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:setsail2008
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在宁夏干旱绿洲区,枸杞(Lyciumbarbarum)由于能够抗旱、耐盐碱、耐寒耐瘠,以及极高的营养价值和药用价值而成为重要的经济作物,得到大面积种植。土壤动物是枸杞林地重要的生物类群,不仅对生物多样性保护及生态系统稳定性维持具有重要作用,而且在物质循环、能量流动和信息传递等过程中扮演着重要角色。研究枸杞林生长发育对土壤动物多样性以及土壤健康的影响规律,是枸杞林可持续发展的重要问题。本研究以1、4、6、10和13年枸杞林为研究对象,以周边玉米田为对照。分别于2021年春季、夏季和秋季,调查枸杞林的土壤动物群落组成、多样性结构、功能群分布特征,结合土壤理化性质,确定了影响土壤动物分布的关键环境因子,阐明了枸杞林土壤动物群落组成及多样性的时空分布规律,解译了土壤健康状况及与土壤动物的关系,为干旱绿洲区枸杞林的健康发展提供依据。主要结果如下:(1)随着林龄增加,中小型土壤动物个体数和类群数随之增加,而Shannon-Wieren多样性指数和Simpson优势度指数在6年生枸杞林最低。捕食性中小型土壤动物个体数和类群数在0-10 cm 土壤层中表现为枸杞林显著低于玉米田(P<0.05);杂食性中小型土壤动物个体数和类群数在13年生枸杞林中最高;腐食性中小型土壤个体数和类群数在10、13年较高。随着季节变化,个体数表现为秋季显著高于夏季(P<0.05)。杂食性中小型土壤动物个体数表现为秋季显著高于春季和夏季(P<0.05),类群数表现为春季和秋季显著高于夏季(P<0.05);腐食性类群数在10-20 cm 土壤层中表现为夏季显著高于秋季(P<0.05)。Pearson相关分析表明,表层中小型土壤动物多样性与土壤含水量、电导率、有机质、全氮、碱解氮、黏粒存在显著相关关系,而亚表层中小型土壤动物多样性只与土壤含水量存在显著相关关系。(2)随着林龄增加,地面节肢动物个体数、类群数呈先减后增趋势,Shannon-Wieren多样性指数表现为枸杞林显著低于玉米田(P<0.05),Simpson优势度指数表现为10年枸杞林显著高于1年枸杞林(P<0.05)。植食性地面节肢动物个体数和类群数在1年生枸杞林最低;捕食性地面节肢动物个体数和类群数表现为枸杞林显著低于玉米田(P<0.05);杂食性地面节肢动物个体数和类群数在4年生枸杞林最低;腐食性地面节肢动物个体数和类群数在1、6年生枸杞林最低。随着季节变化,类群数和Shannon-Wiener多样性指数表现为夏季和秋季显著高于春季(P<0.05),Simpson优势度指数表现为秋季显著高于春季(P<0.05)。植食性地面节肢动物个体数和类群数表现为夏季和秋季显著高于春季(P<0.05);捕食性地面节肢动物类群数表现为夏季和秋季显著高于春季(P<0.05);腐食性地面节肢动物个体数和类群数均表现为秋季>夏季>春季。RDA结果分析表明,土壤有机质、黏粒和速效钾是影响地面节肢动物分布的主要环境因素。(3)中小型土壤动物和地面节肢动物的QBS-ar指数均在13年生枸杞林最高。并且,随着季节变化,在0-10 cm 土壤层中,中小型土壤动物的QBS-ar指数表现为春季显著高于夏季(P<0.05)。地面节肢动物的QBS-ar指数表现为夏季和秋季显著高于春季(P<0.05)。QBS-ar指数与中小型土壤动物个体数、类群数和Shannon-Wiener多样性指数呈显著正相关关系(P<0.01),与Simpson优势度指数呈正相关关系(P<0.05)。QBS-ar指数与地面节肢动物个体数、类群数和Shannon-Wiener 多样性指数呈显著正相关关系(P<0.01)。综合研究表明,相对于玉米田,枸杞林种植促进中小型土壤动物多样性增加,但对地面节肢动物多样性呈现负向作用,并且在枸杞林生长过程中,中小型和地面节肢土壤动物多样性均呈现增加趋势。季节变化对中小型土壤动物多样性分布的影响较小,而对地面节肢动物多样性分布的影响较大。随着种植年限增加,杂食性和腐食性中小型土壤动物个体数和类群数呈先减后增趋势,植食性、捕食性和杂食性地面节肢动物个体数和类群数呈增加趋势。季节变化对杂食性中小型土壤动物、植食性和腐食性地面节肢动物的个体数和类群数影响显著。基于土壤生物质量(QBS-ar)指数,玉米田转变为枸杞林的初期阶段,土壤健康状况有恶化趋势,但随着枸杞林管理和生长过程,13年生枸杞林土壤健康状况达到最好状态,有利于土壤生物多样性保护和土壤可持续发展。
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