防护林对农田大中型土壤动物群落的影响——以盐亭县为例

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近年来随着环境问题的日益突出,农田生态系统的健康和稳定已成为与人类生存质量密切相关的问题。农田防护林作为农田生态系统的主要屏障,对农田系统的生态平衡具有重要的调节作用。而土壤动物是土壤生态系统中重要的消费者和分解者,作为地下生态系统较高级的生命形式,对土壤生态系统的和能量流动起着重要的调控作用,也是土壤肥力状况、健康状况和污染状况的重要指示生物。目前,关于农田防护林对农田土壤动物的影响研究较少,因此,本文以川中丘陵区盐亭县为例,根据当地实际情况选取了混交防护林(H)、杨树防护林(Y)、桤木防护林(Q)、柏木防护林(B)四种不同类型防护林,以无防护林农田为对照(CK)。通过调查从防护林内到相邻农田中央土壤动物群落的变化,分析不同类型防护林对土壤动物群落的影响,探讨影响土壤动物的主要环境因素,以期为防护林的改造提供依据。主要结果如下:  (1)本研究共捕获土壤动物4196只,隶属于4门11纲23目59科。其中优势类群为寡毛纲(23.49%)、鼠妇虫科(15.25%)、叶甲科(16.66%);常见类群有步甲科、地蜈蚣科、狼蛛科、圆马陆科、跳蛛科、蟋蟀科、阎甲科、幺蚣科、蚁科,共占调查土壤动物个体总数的31.55%;稀有类群共有47科,占总个体数的13.05%。四种不同类型防护林相邻农田中,调查到的大中型土壤动物个体数表现为:混交防护林(H)1410只、杨树防护林(Y)866只、桤木防护林(Q)678只、柏木防护林(B)664只、对照(CK)578只。其平均每平方米的类群数、密度均表现为:H>Y>Q>B>CK。  (2)大中型土壤动物多样性指数(H)、丰富度(D)、均匀度(E)最大值出现在混交防护林农田,分别为1.83、5.19和0.81,且混交防护林的H和D与其它三种防护林及对照之间存在显著性差异(P<0.05)。土壤动物生物量在几种防护林相邻农田中表现为:H>Q>Y>B>CK。捕食性、植食性和腐食性土壤动物密度最大值均出现在混交防护林,而杂食性土壤动物密度最大值出现在杨树防护林。四种不同类型防护林不同功能群密度最小值均出现在对照中。  (3)大中型土壤动物在水平分布上表现为:随着防护林距离的增加,土壤动物密度和类群数逐渐减少;垂直分布表现为:土壤动物的个体数、类群数随着土层深度的加深而逐渐减少。  (4)调查的常见土壤动物中,寡毛纲具有最大的生态位宽度,且其在不同类型防护林中的生态位宽度都较大;蟋蟀科的生态位宽度最小,但在混交防护林中最大。混交防护林中土壤动物的生态位均表现出比其它类型防护林和对照更大的生态位宽度。捕食性、植食性、腐食性和杂食性土壤动物的总生态位重叠值在混交防护林中最大,而在对照中最小。说明混交防护林具有比其它类型防护林更多的土壤动物密度。  (5)不同类型防护林之间土壤动物群落的相似性随着离防护林距离的增加而增加。在不同距离上均表现出混交防护林与对照的土壤动物群落相似性最小,柏木防护林与对照的土壤动物群落相似性最大。说明防护林土壤动物的影响随着距离的增加逐渐减弱,且柏木防护林对土壤动物群落的影响效果最弱。  (6)土壤动物多样性指数与pH呈显著负相关关系;与土壤全氮、有机质以及防护林内灌草盖度呈显著正相关关系。土壤动物类群数与土壤含水量、全氮、有机质及防护林内灌草盖度呈显著正相关关系。土壤动物个体数与土壤含水量、土壤有机质和灌草盖度密切相关。  (7)冗余分析表明寡毛纲、蚁科与土壤全氮(TN)、有机质(SOM)、含水量(SW)呈正相关。而狼蛛科、跳蛛科、节板蛛科、地蜈蚣科与土壤速效磷(AP)、速效钾(AK)、pH值有很好的相关性。以上土壤动物更适宜的生存环境为混交防护林中。主成份分析和聚类分析表明影响土壤动物群落的主要因子可分为以树高、灌草盖度、郁闭度、胸径为主的防护林林分特征因子和以土壤有机质、全氮、含水量、速效磷为主的土壤环境因子。  综上,混交防护林具有较多的土壤动物种类、密度、多样性以及生物量,而柏木防护林对土壤动物群落的影响较小,建议对现有面积较大的柏木防护林进行改造。
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