坡向和坡度對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)影響研究

蔣躍 靳亞麗

摘要：為了解不同坡向和坡度對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響，于2016年夏季在上海辰山植物園東南西北四個(gè)坡向以及7度和22度兩類坡度結(jié)縷草草坪的坡上、坡中、坡底三個(gè)坡位進(jìn)行了采樣，對(duì)其中的土壤動(dòng)物群落進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明：土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)為南坡（30.11%）>西坡（26.96%）>北坡（21.65%）>東坡（21.28%）。不同坡向土壤動(dòng)物群落多樣性指數(shù)差異不顯著。坡頂各多樣性指數(shù)相對(duì)坡中和坡底較小，坡中和坡底差別不大。7度坡底顯著低于坡項(xiàng)，22度坡個(gè)體數(shù)為坡項(xiàng)>坡底>坡中，均存在顯著性差異。坡向?qū)ν寥绖?dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響為間接影響，較大坡度對(duì)土壤動(dòng)物群落的影響更明顯。

關(guān)鍵詞：坡向;坡度;坡位;土壤動(dòng)物;線蟲綱

中圖分類號(hào)：$714.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）14-0018-04

1引言F=I

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從植被、土地利用方式等大尺度方面對(duì)土壤動(dòng)物的空間分布格局開(kāi)展了大量研究但在小尺度坡度和坡向?qū)ν寥绖?dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響研究相對(duì)較少，本研究以上海辰山植物園結(jié)縷草草坪坡為例，研究坡向和坡度對(duì)土壤動(dòng)物群落空間分布的影響。

2研究區(qū)域與研究方法

2.1研究區(qū)概況

上海辰山植物園（31°04N，121°10‘E）位于上海市松江區(qū)佘山國(guó)家森林公園西南3km處，海拔7m，是集科研、科普和觀賞游覽于一體的綜合性植物園，全園占地面積約207hm²，為華東地區(qū)規(guī)模最大的植物園，生物多樣性、生態(tài)保育、植物引種馴化研究和師范的重要基地。辰山植物園處于北亞熱帶疾風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，年均氣溫15.6℃，降水量1213mm，土壤有機(jī)質(zhì)平均含量2.79%，土壤pH值呈中性或微堿性（pH值7.0～7.9）。

2.2 采樣方法

選擇辰山植物園西南側(cè)的結(jié)縷草草坪區(qū)域，對(duì)該區(qū)域東、南、西、北四個(gè)坡向的坡頂、坡中、坡底，在不同的坡度上選擇7°和22°坡的坡頂、坡中、坡底共計(jì)18個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行采樣每個(gè)樣點(diǎn)做3個(gè)重復(fù)，重復(fù)樣點(diǎn)間距5m以上。于2016年夏季，采用土壤定量采樣器，在每個(gè)樣點(diǎn)采集0～5cm，5～10cm，10～15cm的土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，采用干漏斗法分離土壤動(dòng)物，土壤動(dòng)物收集在95%的乙醇溶液中。分離所得的土壤動(dòng)物采用體視顯微鏡觀察，參考《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》和《中國(guó)亞熱帶土壤動(dòng)物》進(jìn)行分類鑒定，并統(tǒng)計(jì)數(shù)量。

2.3數(shù)據(jù)分析

根據(jù)以下公式分別計(jì)算凋落物中土壤動(dòng)物群落的多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和豐富度等指數(shù)。

3結(jié)果

3.1 坡向?qū)ν寥绖?dòng)物群落組成的影響

3.1.1不同坡向土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)比較

東西南北4個(gè)坡向土壤中共獲得土壤動(dòng)物5036只，隸屬于21個(gè)類群。經(jīng)統(tǒng)計(jì)得出：蜱螨亞綱和線蟲綱為優(yōu)勢(shì)類群，分別占總捕獲量的20.75%和62.38%;彈尾綱、半翅目、線蚓科和輪蟲為常見(jiàn)類群，合計(jì)占總捕獲量的13.48%;原尾綱、雙尾綱、鞘翅目等15個(gè)類群為稀有類群，合計(jì)占總捕獲量的3.39%（表1）。

土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)為南坡（30.11%）>西坡（26.96%）>北坡（21.65%）>東坡（21.28%），南坡獲得的土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)量顯著大于北坡和東坡（圖1）。由表1可見(jiàn)，南坡的個(gè)體數(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在線蟲綱個(gè)體數(shù)量較大，而北坡、東坡和西坡線蟲綱個(gè)體數(shù)差別很小，因此差異主要體現(xiàn)在線蟲綱個(gè)體數(shù)量差異上。北坡、東坡和西坡個(gè)體數(shù)差異不顯著，北坡和東坡土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)相近。

3.1.2 不同坡向土壤動(dòng)物群落生態(tài)多樣性比較

不同坡向土壤動(dòng)物群落各多樣性指數(shù)不同（圖2）。北坡Shannon-Wiener多樣性指數(shù)是西坡>北坡>南坡>東坡，Pielou均勻度指數(shù)為西坡>東坡>南坡>北坡，Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為西坡>北坡一東坡>南皮，Margalef豐富度指數(shù)為南坡>西坡>北坡>東坡，不同坡向土壤動(dòng)物群落多樣性指數(shù)差異不顯著，因此坡向?qū)ν寥绖?dòng)物群落多樣性的影響不顯著。

3.2坡位對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響

3.2.1不同坡位土壤動(dòng)物群落組成比較

4個(gè)坡向不同坡位土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)存在差異，各個(gè)坡向的不同坡位土壤動(dòng)物的分布情況沒(méi)有明顯的規(guī)律或階梯性。北坡和東坡不同坡位個(gè)體數(shù)差異不顯著，南坡坡上顯著大于坡中，西坡坡中顯著大于坡底（圖3）。由圖4可見(jiàn)土壤動(dòng)物在不同土層中呈現(xiàn)明顯的垂直分布差異，這與其他學(xué)者的研究結(jié)果相同。

3.2.2不同坡位土壤動(dòng)物群落生態(tài)多樣性比較

不同坡位生態(tài)多樣性指數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示：東坡的Margalef豐富度指數(shù)坡底明顯小于坡頂，北坡的Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)坡頂略大于坡中，其他三個(gè)坡向的各個(gè)多樣性指數(shù)坡頂均小于坡中和坡底，坡中和坡底差別不大（圖5）。

3.3不同坡度土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響

對(duì)7。和22°兩種坡度下土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示7。下坡底顯著低于坡頂，22°坡3個(gè)坡位個(gè)體數(shù)為坡頂>坡底>坡中，3個(gè)坡位均存在顯著性差異（圖6）。

4討論

本研究結(jié)果顯示南坡線蟲綱個(gè)體數(shù)較大，因此其土壤動(dòng)物總個(gè)體數(shù)顯著大于北坡和東坡，而線蟲密度受施肥等影響較大，研究發(fā)現(xiàn)不同施肥措施顯著影響線蟲的豐度，本研究區(qū)域?yàn)槿斯げ萜?，人工施肥?duì)土壤線蟲的影響可能是導(dǎo)致南坡線蟲個(gè)體數(shù)明顯增多的主要原因。不同坡向土壤動(dòng)物群落生態(tài)多樣性指數(shù)差異也不顯著，劉繼亮和李鋒瑞的研究結(jié)果顯示陽(yáng)坡和陰坡大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)差異顯著，主要原因?yàn)橹参锶郝浣Y(jié)構(gòu)與組成、植被蓋度、凋落物厚度等差異，并且指出坡向主要通過(guò)影響生境的生物和非生物因子組合特征而對(duì)大型土壤動(dòng)物的空間分布格局產(chǎn)生影響的，由此可見(jiàn)坡向?qū)ν寥绖?dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響為間接影響，本研究排除了以往自然林地不同植被差異的干擾，也證實(shí)了這一點(diǎn)。然而，由于人為干擾等特殊微環(huán)境的差異也會(huì)間接影響土壤動(dòng)物群落組成。

不同坡位土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)存在顯著差異，坡位對(duì)土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)和生態(tài)多樣性指數(shù)的影響與坡向有一定關(guān)系，劉繼亮和李鋒瑞的研究顯示坡位對(duì)土壤動(dòng)物的影響主要體現(xiàn)在類群差異上，不同類群對(duì)坡位的響應(yīng)明顯。本研究只是從土壤動(dòng)物群落的角度對(duì)個(gè)體數(shù)和多樣性進(jìn)行探討，對(duì)不同類群的響應(yīng)還有待進(jìn)一步深入研究。研究結(jié)果中土壤動(dòng)物垂直分布呈現(xiàn)出一定的表聚現(xiàn)象，這與前人的研究結(jié)果相同，而本研究進(jìn)一步說(shuō)明了坡位的改變并沒(méi)有明顯減弱土壤動(dòng)物的表聚現(xiàn)象。

坡度作為重要的土壤環(huán)境要素之一，可以通過(guò)重新分配土壤含水量、土壤養(yǎng)分等因子而形成不同的微環(huán)境，從而間接影響土壤動(dòng)物的空間分布格局，研究結(jié)果顯示較大坡度對(duì)土壤動(dòng)物群落的影響更明顯。何先進(jìn)等對(duì)不同坡度農(nóng)田土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)影響研究也表明由于坡度影響土壤侵蝕強(qiáng)度和土壤養(yǎng)分流失速度，從而間接影響土壤動(dòng)物群落組成。