果园土壤动物群落结构多样性与季节变化

刘红远，于志超，徐樱心，范丽清，罗广军

(延边大学农学院，吉林 延吉 133002)

果园土壤动物群落结构多样性与季节变化

刘红远，于志超，徐樱心，范丽清，罗广军

(延边大学农学院，吉林 延吉 133002)

采用手拣法对果园土壤动物进行分离提取，旨在了解果园土壤动物群落结构多样性与季节变化。结果表明，土壤动物自身的生长生理特点和自然环境条件决定了土壤动物的个体密度和类群数的季节差异。单向蚓目、膜翅目两类的数目最高，是果园土壤动物群落的优势种群；蜘蛛目、鞘翅目、半翅目、鳞翅目、双尾目5类次之；它们的个体密度呈现出波动的形式，5月、6月呈现上升的趋势，7月达到了个体密度最大值，9月、10月又呈现下降的趋势。这种波动形式的变化充分说明了季节的变化对果园土壤动物群落结构的影响。

果园；土壤动物；群落结构多样性；个体密度；优势类群；季节变化

土壤动物作为生态系统物质循环中的重要消费者，在生态系统中起着重要的作用：一方面积极同化各种有用物质以养活自身，另一方面又将其排泄产物归还到环境中去不断改造环境。据资料记载，常见的土壤动物有蚯蚓、蚂蚁、变形虫、轮虫、线虫、壁虱、蜘蛛、潮虫、千足虫等[1]。土壤动物从19世纪开始被初步研究，随着社会的进步，先进生产力与生产关系的出现，土壤动物已经开始被广泛地加以研究与利用。土壤动物的类群数、个体数和土壤动物多样性是土壤动物研究的基础性内容。另外，土壤动物生物量还能够反映不同林型林地的土壤质量，环境质量及物质循环。现在，不同林型对土壤动物的影响在国内已被广泛研究，如杨效东和沙丽清对西双版纳热带人工林与次生林土壤动物群落结构的研究[2]；颜绍馗等比较了亚热带天然次生林常绿阔叶林与杉木人工林土壤动物群落特征[3]；陈颖彪和殷秀琴对凉水地区不同林型作了研究[4]。然而，延边地区还没有相关的研究报道，为此，笔者设立此课题对龙井市马蹄山果园土壤动物进行调查，旨在了解果园土壤动物群落结构多样性与季节变化关系，为果园土壤动物群落结构多样性与季节性变化的进一步研究提供基础数据。

1 试验地概况

龙井市位于吉林省东南部，地处东经128°54′～129°48′，北纬42°21′～43°24′,属于中温带大陆性季风气候。海拔369 m的马蹄山位于龙井万亩果园之中，距龙井市区2 km。登上顶峰，蜿蜒的海兰江和美丽的龙井小城尽收眼底。

龙井市四季分明，冬冷夏热。年均温为5.6℃。7月最热，平均气温21.2℃；1月最冷，平均气温-13.4℃；年极端最高气温37.1℃，极端最低气温-34.8℃。年均降雨量549.3 mm，属于湿润区。年均日照时间为2 429.1 h，初霜平均日期在9月27日，终霜平均日期在5月6日，无霜期平均为143 d。

马蹄山土壤肥沃，适宜玉米等农作物和果树林生长。主要有红壤、土地草甸土、石灰土等三大类。龙井万亩苹果梨园在龙井与延吉交界处，面积867 hm2，是目前亚洲最大的苹果梨园。

经过多年的种植或自然生长，龙井市拥有了大量的果园、杨树林和草甸。

2 研究方法

2.1 采样地点

采样地点设在龙井市马蹄山下苹果梨园内。

2.2 采样时间

2009年6月—2010年5月(由于土壤动物有冬眠的习性，所以2009年11月—2010年3月不做调查),每月22—24日选择适当的一天调查采样一次。

2.3 采样方法

在苹果梨园内随机选择3个采样点，每个采样点面积25 m2左右，在其中取一个采样点，每次按50 cm×50 cm的面积进行取样。用手拣法先从土壤表面提取土壤表层的动物。然后挖掘土壤剖面，按10 cm深度为一层，分3层进行采样。取样时对每一层土样进行现场观察、动物提取，并做相应的文字记录，同时记录天气情况；将提取动物后的土壤按层次分别装入取样袋，带回实验室进一步分离、提取土壤动物；将提取的动物分别进行计数和分类。各类群数量优势度的划分依据个体数占总捕获量的10%以上者为优势类群，个体数占总捕获量1%～10%为常见类群，个体数占总捕获量的1%以下为稀有类群[5-8]。

2.4 实验用具

室外：铁锹、小铁铲、卷尺、镊子、试管、玻璃瓶、放大镜、取样袋、标签纸、刀、筛土器、刨子、记录本、记录笔。

室内：昆虫针、三级台、标本盒、剪刀、放大镜、酒精、广口瓶。

2.5 分类鉴定

通过查阅《中国动物志》、《中国土壤动物》、《周尧昆虫图集》等图书并与实物进行对比，鉴别捕捉到的土壤动物相对应的目。

3 结果与分析

3.1 调查结果

土壤动物类群、分布与数量见表1所示。

3.2 结果分析

3.2.1 季节变化对土壤动物群落的个体密度和类群数的影响

由表1可知，土壤动物自身的生长生理特点和自然环境条件决定了土壤动物的个体密度和类群数存在季节差异。为更直观表述，由表1得图1。结合表1、图1可明显看出，在4月、5月，随着温度的升高，土壤动物开始上移，个体数量不多，4月仅有12只，而且类群数少，仅为3个；5月仅有18只，类群数仅为6个；6月个体数量增加到49只，类群数为6个，有所增加；7月、8月自然条件优越，食物资源丰富，此时土壤动物的类群数最多，达到7个，充分显示了果园的环境性质；9月属于秋天到冬天的过渡时期，土壤动物的个体密度和类群数相对下降，达到3个；5月和10月尽管气温较低，但没有表现出土壤动物多样性非常低的特点，而是数量适中，分别有18只、13只；这2个月分别是整个生长季的土壤动物的“源”(5月)和生长季土壤动物的“汇”(10月)。秋季，许多地上动物进入土壤成为土壤动物[9-10]。

表1 土壤动物类群、分布与数量

图1 森林土壤动物类群数量与季节变化Fig.1 Diversity of community structure and seasonal change of soil fauna

3.2.2 优势类群

土壤生物类群共有单向蚓目、膜翅目、蜘蛛目、鞘翅目、半翅目、鳞翅目、双尾目等7个类群。其中：单向蚓目占34%、膜翅目占30%，这2类的数目最高，是果园土壤动物的优势类群；蜘蛛目占5%、鞘翅目10%、半翅目4%、鳞翅目9%、双尾目8%，为常见类群(表2)。

表2 生物类群百分比

3.2.3 土壤动物群落结构类群数和个体密度波动表现

由表1可得到图2、图3。

图2 类群数量与季节变化Fig.2 Group quantity and seasonal change

图3 土壤动物个体数量随季节变化波动Fig.3 Quantity fluctuation of soil fauna individuals with seasonal change

由图2可知，龙井市马蹄山果园土壤动物群落结构类群数与季节变化较为明显。动物群落结构类群数呈现一种波动的形式，4—5月呈现上升的趋势，由初始的2种类群数开始增长到5种。7月、8月达到了个体密度的最大值，类群数达到7个。9月又呈现下降的趋势，类群数达到4个，10月份达到了最低点(2个)。这种波动的形式充分地说明了季节变化对果园下土壤动物群落类群数的影响。

由图3可知，果园土壤动物个体数量与季节变化较为明显。个体数量也呈现一种波动的形式，4月、5月出现土壤动物个体数量的上升，由个体总数的12个上升到18个。7月达到土壤动物个体数量最大值，有74个。9月、10月动物进入冬眠期，逐渐向土壤深层移动，个体数量逐渐下降，只有13个。这种波峰的形式充分地说明了季节的变化对果园下土壤动物群落个体数的影响。

3.2.4 不同林型土壤动物群落结构多样性季节变化

不同林型土壤动物群落结构多样性在不同的生长季表现不同。胡桃楸林土壤动物群落结构多样性在5月至7月份呈下降趋势，到7月份达到最小，8月至9月份开始回升并达到最大值。杂木林土壤动物群落结构多样性季节变化呈“M”曲线型，多样性的2个峰值分别出现在7月份和9月份。蒙古栎林土壤动物群落结构多样性则呈“W”型变化，多样性的2个峰值也分别出现在7月份和9月份，9月份最大值高于7月份。红松林土壤动物群落结构多样性从5月份开始上升，8月份出现下降。落叶松林土壤动物群落结构多样性在9月份出现最大值。蒙古栎林土壤动物群落结构多样性在9月份达到最高，胡桃楸林土壤动物群落结构多样性在8月份达到最大值[11](图4)。土壤动物群落结构多样性在不同林型中差异不显著，不同月份差异显著。

从图1、图2、图3可以发现，所调查的果园土壤动物在群落结构多样性与个体数量上都呈现出一种波动的形式变化，土壤动物群落结构多样性与个体数量都是在4月开始上升，7月达到顶峰，9月开始出现下降。其中种群多样性有明显的变化，在数量上的变化也很大。这说明季节变化是影响果园土壤动物群落结构多样性变化的一个重要因素。

4 结论

土壤动物是森林生态系统的重要组成部分，果园的环境性质决定了其土壤动物类群组成的多样性。整个生长季，果园的优势类群包括单向蚓目、膜翅目两大类。常见类型有蜘蛛目、鞘翅目、半翅目、鳞翅目、双尾目4类。单向蚓目、膜翅目2类的优势显示了环境特点。果园土壤动物个体密度和类群数在7月和8月时最大，其余月份相对较小；优势类群和常见类群的种类和数量比例也发生明显季节性动态变化。整个生长季不同，土壤动物的分布具有明显的季节动态变化，整体表现为自然条件适宜的夏季多样性最大。

图4 不同林型土壤动物多样性指数季节动态Fig.4 Diversityindexandseasonaldynamicofsoilfaunaindifferentforesttypes

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Community Structure Diversity and Seasonal Variation of Soil Fauna in Orchard

LIU Hongyuan，YU Zhichao，XU Yingxin，FAN Liqing，LUO Guangjun

(Agricultural College of Yanbian University, Yanji, Jilin 133002, China)

This research isolated and extracted soil animals in orchard by hand sorting method to know the community structure diversity and seasonal variation of soil animal. The results showed that the physiological characteristics of soil animals and the natural environment determined the seasonal variation of individual density and groups. The variation indicated that haplotaxida and hymenoptera dominated the population of soil fauna in orchard, which closely followed by araneae, coleoptera, hemiptera, lepidoptera and dipluran. The individual density of soil fauna presented fluctuation with the uptrend in May and June, the maximum in July and the downtrend in September and October, which proved the seasonal variation affected the community structure of soil fauna in orchard.

orchard; soil fauna; community structure diversity; individual density; dominant population ; seasonal variation

2017-04-17.

国家自然科学基金项目(31660080)，延边大学创新训练项目(539).

刘红远(1995-)，男，吉林榆树人，本科在读.

罗广军，男，硕士，副教授.研究方向为园林生态学.Email：gjluo999@163.com

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.05.005

S718.516;S718.521.1

A

1671-3168(2017)05-0025-05