西藏北部高寒草甸土壤线虫群落特征研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cuilu206
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土壤线虫广布于各种类型的土壤中,在维持土壤生态系统的稳定性、促进物质循环和能量流动等方面发挥着重要的作用,而且还是理想的环境指示生物,因此,近些年来,有关土壤线虫群落结构特征及影响因素的研究受到重视。然而,到目前为止,有关西藏高原土壤线虫方面的研究极少。在西藏北部地区,草地是面积最大,也是最重要的生态系统类型,其中,高寒草甸类草地广泛分布,具有典型的区域代表性。为了解西藏高原高寒环境下植被对土壤线虫群落的影响,本研究选择的研究区域位于西藏北部那曲地区那曲县(N31 °31′38"~N31°32′02,E 92°04′03″~E92° 04′16″海拔4534 m~4567 m)。在研究区域内选取有代表性的植物群落,分别为委陵菜、高山嵩草、藏北离草为主要建群种的高寒草甸。通过定期和土壤分层采样,应用线虫群落个体密度、种类组成、营养结构及其特征指数,以及生物多样性指数等,分析土壤线虫群落的时空变化特征。此外,选择已实施围栏封育措施3年的高山嵩草型高寒草甸,分别在围栏内外设置样地,通过分析土壤线虫群落及土壤理化性质,在了解线虫群落变化及其与土壤环境之间关系的基础上,探讨自由放牧对藏北高寒草甸的影响,以及围封对高寒草甸恢复的作用,以期为退化草地恢复以及西藏畜牧业发展提供理论依据。主要研究结果如下:(1)从西藏北部高寒草甸3种植物群落的土壤样本中分离得到土壤线虫33038条,分属于2纲6目51科93属,个体密度23~4 109条100g-1干土。(2)土壤线虫个体密度以委陵菜植物群落最低,其次是藏北嵩草植物群落,高山嵩草植物群落最高;3种植物群落的土壤线虫个体密度均在返青期最大,盛长期次之,枯草期最小,季节间差异显著。土壤线虫类群属数则以委陵菜群落为最高,高山嵩草群落次之,藏北嵩草群落最低,季节变化趋势与个体密度一致。(3)委陵菜群落的土壤线虫多样性及丰富度均最高,高山嵩草群落次之,藏北嵩草群落最低;藏北嵩草群落的均匀度和优势度均明显高于其它两种植物群落。一般地,从土壤表层往下,多样性指数(H′)、丰富度指数(SR)随着土层加深而减小,而均匀度指数(J′)、优势度指数(λ)则随之增大,这种趋势在高山嵩草群落和藏北嵩草群落比较明显。(4)3种植物群落之间,土壤线虫营养类群组成及分布特征差异显著。植食性线虫和食细菌线虫是研究区域的主要营养类群。不同植物群落间,植食性线虫和杂食/捕食性线虫的相对多度差异显著。土壤线虫生活策略以r-对策为主,表现为cp2线虫类群在3种植物群落均为优势类群。通过食真菌线虫和食细菌线虫的比例(F/B)及线虫通道指数(NCR),说明3种植物群落的土壤有机质均以细菌分解途径为主。在指示高寒草甸所受干扰方面,cp5对于来自于放牧等干扰表现的较为敏感,而PPI/MI的灵敏度较低。(5)在植物群落的盛长期,土壤含水量、pH、电导率与土壤线虫个体密度均显著相关,食真菌性线虫明显受到土壤pH的影响,食细菌性线虫仅在返青期受到pH的影响,杂食/捕食性线虫在枯草期的个体密度与土壤含水量显著相关。从cp1到cp5,线虫各功能类群与土壤性质之间的关系逐渐增强,cp2和cp4在返青期受到土壤pH的影响;cp1及cp3类群跟土壤理化性质间没有表现出显著的相关性;cp5类群在返青期和枯草期跟土壤含水量显著相关,在盛长期则跟土壤pH间极显著相关。(6)委陵菜群落一般被看做是高山嵩草型高寒草句发生严重退化的形式。高山嵩草型高寒草甸发生退化会导致土壤线虫个体密度下降,虽然线虫的类群属数未发生明显变化,但线虫群落种类构成却发生了较大的变化。退化还导致植食性线虫的个体密度增加,以及cp3、cp5类群在群落中所占的比重增大等。因此,土壤线虫群落对高山嵩草高寒草甸发生退化有明显的响应。(7)短期围封提高了土壤线虫群落的物种多样性和丰富度,优势类群种类及其个体数量均明显增加。(8)围封使土壤线虫群落的营养结构发生变化。自由放牧样地土壤线虫群落不同营养类群的个体密度:植食性线虫>食细菌性线虫>食真菌性线虫>杂食/捕食性线虫,而围封样地则为:食真菌性线虫>植食性线虫占线虫>食细菌性线虫>杂食/捕食性线虫,但2样地间各营养类群个体密度的差异并未达到显著水平。围封降低了植食性线虫在群落中所占的比重,使高寒草甸生态系统向更加稳定的方向发展。(9)围封样地的多样性指数H′、丰富度SR均高于放牧样地;围封样地的优势度指数λ明显低于放牧样地;WI指数反映出在放牧强度最大的植被盛长期(8月)高寒草甸的健康程度最差,若进一步过载会将导致高寒草甸退化。本研究通过对西藏北部地区高寒草句土壤线虫群落与植物群落之间的关系进行研究,提出了藏北高寒草甸土壤线虫个体密度、属数、时空分布特点等方面的调查结果,揭示出青藏高原特殊气候条件下高寒草甸土壤线虫群落结构的基本特征。通过研究自由放牧对高寒草甸土壤线虫群落的影响,以及土壤线虫群落对围封措施的响应情况,获得了围封措施有利于藏北高寒草甸生态系统的正向演替,使之向更稳定的方向发展的结论,为当地畜牧业发展提供了理论依据。
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