城市化梯度下不同景观河岸带土壤动物群落特征研究

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河岸带是河岸与河水之间物质交换的主要场所,由于边坡需要保护,城市景观河岸带包含不同类型的驳岸,破坏了原有河岸带结构。城市景观沿河岸走廊的衰退、污染和恶化改变了物种组成和生物多样性。土壤动物能够对城乡土地利用形式的快速变化、城乡区域环境质量的改变及由此所带来的一系列影响做出较灵敏的响应。土壤动物群可以通过粉碎和消化凋落物直接加速养分循环,并间接改变土壤结构和微生物群落组成,整个生态系统质量状况可通过其特征得以反映,因而其被视为重要的生物学指标。只有在物种组成清楚的基础上才能更深入地探讨种群和群落乃至生态系统的结构和功能,但是我国关于河岸景观方面的研究还停留在表层,对不同时空尺度上河岸带土壤动物群落多样性方面的研究工作报道迄今并不多见。针对物种组成的多样性研究是构建和保护景观河岸带的基础,本研究强调了河岸带生态系统土壤动物群落特征,为客观全面评价城市河岸带生态系统功能、生物多样性以及城市化背景下河岸带景观规划设计、管理维护提供了理论依据。基于此,在城乡生境梯度上,本文对不同景观河岸带土壤动物群落的群落组成、季节动态、多样性、指示种及其与环境因子的关系进行研究。研究结果如下:(1)2020年7月至2021年4月对温江区河岸带54个样地分别于1月、4月、7月、10月分4次进行调查取样,捕获分离大、中小型土壤动物共计6031只,隶属于39目210科。捕获的土壤动物中,大型土壤动物类群数占比最高,湿生土壤动物个体数占比最大。其中,大型土壤动物优势类群为正蚓科、钻头螺科,干生土壤动物优势类群为棘(?)科、球角(?)科,湿生土壤动物优势类群为矛线科、短体科、针科、小杆总科、绕线科、滑刃总科。(2)与类群数一样,各季节不同景观河岸带间土壤动物群落的个体密度、不同距离梯度间土壤动物群落的个体密度均有所差异。在与城市化量化水平对应的不同景观河岸带中,土壤动物个体密度整体表现为自然式景观河岸带(乡村)最高,混合景观河岸带(城市边缘区)次之,硬质景观河岸带(城市核心区)最低,类群数表现为自然、混合高于硬质景观河岸带;在不同距离梯度中,个体密度和类群数整体均表现为0m>5m>10m。(3)本研究中土壤动物群落个体密度、类群数受季节变化影响明显。无论河岸带景观类型还是距离梯度,湿生土壤动物个体密度和类群数具有更明显的夏季均高于其余季节的特征大,型土壤动物类群数则具有更明显的秋季高于其余季节的特征。(4)土壤动物多样性指数受不同景观河岸带类型、河岸距离梯度的影响,且差异明显。结果显示,除了干生土壤动物,其余体型土壤动物密度-类群指数DG、丰富度指数D、多样性指数H’在自然、混合景观河岸带中整体要高于人工化水平最高的硬质景观河岸带。距离水岸交界0m、5m样地的不同体型土壤动物密度-类群指数DG、丰富度指数D、多样性指数H’整体要高于10m样地。相比其余体型的土壤动物群落,湿生土壤动物对河岸带景观类型、距离梯度的响应都更强烈。(5)总体来看,本研究自然、混合景观河岸带中出现的指示类群整体要多于硬质景观河岸带。不同距离梯度中,靠近河岸水流区不同体型土壤动物指示类群整体都要高于远水区。夏季土壤动物指示类群最丰富。不同河岸景观中,全年大型土壤动物指示类群最多。不同距离梯度中,全年湿生土壤动物指示类群出现最多。(6)CCA排序分析结果阐释了土壤动物群落与土壤环境间的密切关系,土壤动物受气温、土壤温度、含水量、容重、p H值、速效K、P影响较大,不同体型的土壤动物对土壤环境因子的响应存在差异。CCA分析显示,排序轴1、2对各季节大型、干、湿生土壤动物与环境因子关系的解释率依次为春季7.49%、19.48%、12.81%,夏季27.34%、17.41%、11.07%,秋季16.69%,8.87%、13.15%,冬季5.38%、16.90%、13.23%。综上所述,河岸带土壤动物群落的时空分布是驳岸结构、植被组成、河岸位置、季节变化等环境因素相互作用的结果。不同景观河岸带中与城市化梯度、离水陆交界的距离梯度相关的驳岸类型,会通过水热条件、植被组成变化、水分利用有效性差异、人为干扰异质性,引起不同土壤动物群落的变化。本研究表明,合理保护透水驳岸和乡土植被有利于土壤动物群落生存和发展,进而有利于土壤生态系统的过程、功能以及城市河岸景观的生态恢复。
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