论文部分内容阅读
大型土壤动物在土壤有机质分解、养分循环中有着独特功能和作用,同时是矿区土壤健康和环境质量变化的重要指示物。为了探讨溃坝区恢复过程中大型土壤动物的群落结构和多样性特征,选取山西襄汾铁尾矿溃坝物影响区为研究区,运用野外调查取样和室内样品鉴定分析的方法,于2017年7月选取8个生境,分别对溃坝区(生境1、生境2、生境3)、自然恢复废弃地(生境4、生境5)和对照区(生境6、生境7、生境8)进行大型土壤动物群落调查,通过对比溃坝区、自然恢复废弃地和对照区,来探讨溃坝物影响区大型土壤动物的群落结构的差异性,并对大型土壤动物多样性、土壤动物与土壤理化性质的相关关系进行分析。主要结论有:(1)8个生境共获得大型土壤动物50类,568只,隶属于4门9纲23目47科。其中,溃坝区大型土壤动物平均密度为108.44只/m~2,共23类;自然恢复废弃地大型土壤动物平均密度为309.33只/m~2,共40类;对照区大型土壤动物平均密度为190.22只/m~2,共29类。自然恢复废弃地大型土壤动物平均密度和类群数最高,对照区次之,溃坝区最低。总体看来,蚁科、蕈蚊科幼虫、盲蝽科、步行虫科、卵形蛛科等广泛分布在各个生境中,是研究中的主体类群。(2)不同生境的水平分布比较得出,密度从大到小为生境5、生境4、生境6、生境7、生境2、生境1、生境8、生境3,而类群数从大到小为生境5、生境4、生境6、生境8、生境7、生境2、生境3、生境1。生境5的密度和类群数都最大,分别为333只/m~2和28类,而生境3的密度和生境1的类群数最少,分别为75只/m~2和11类。方差分析表明,8个生境大型土壤动物的密度和类群数均存在显著差异。其中,溃坝区、自然恢复废弃地和对照区之间的类群数均存在显著差异,溃坝区与自然恢复废弃地土壤动物的密度存在显著差异,但对照区与溃坝区、自然恢复废弃地土壤动物的密度均无显著差异。(3)大型土壤动物的密度和类群数基本上均是0~10cm大于10~20cm,有表聚性分布的特征,其中自然恢复废弃地土壤动物的表聚性效果比溃坝区、对照区更明显。土壤动物群落间相似性分析结果显示,不同生境的Sorenson系数大多处于0.25-0.5之间,为中等不相似,各生境Morisita-Horn系数较Sorenson系数波动大,表明共有类群在不同生境中生态功能有差异性。(4)不同生境大型土壤动物的多样性指数表现为,对照区的多样性、均匀度和丰富度指数都较高,对应的土壤动物的密度较高,土壤动物群落稳定性较高;自然恢复废弃地的多样性较高、均匀度较低和丰富度最高,对应的土壤动物的密度最高,但土壤动物群落稳定性较差;溃坝区的多样性、均匀度和丰富度指数都较低,对应的土壤动物的密度也较低,土壤动物群落稳定性最差。对照区的多样性指数、均匀性指数和丰富度指数大多较高于溃坝物影响区,而溃坝物影响区的自然恢复废弃地的多样性指数、丰富度指数都较高于溃坝区。(5)大型土壤动物的类群数与全钾存在显著正相关关系(p<0.05),土壤动物的类群数和密度与其他土壤理化性质的相关性都不显著(p>0.05);土壤含水量与土壤动物的多样性指数(H′)有显著正相关,与土壤动物优势度指数(C)有显著负相关(p<0.05);土壤速效钾与土壤动物均匀性指数(E)有显著正相关(p<0.05);土壤全钾与土壤动物丰富度指数(D)有显著正相关(p<0.05);土壤全氮与土壤动物多样性指数(H′)、丰富度指数(D)有显著正相关(p<0.05),其他土壤性质与多样性指数的相关性不显著(p>0.05)。襄汾铁尾矿溃坝物影响区的土壤动物群落多样性与对照区有明显差别,同时自然恢复废弃地土壤动物群落数量结构优于溃坝区,说明环境受到扰动后,自然恢复更有利于土壤动物群落发展。可见,溃坝物影响区生态系统恢复中土壤动物群落也有其独特的特点,与其他矿区有差异性。