陕北风沙黄土区人工林大型土壤动物群落特征

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自黄土高原实施人工植被建设修复生态环境以来,黄土高原地区的植被覆盖率大幅提高,水土流失得到了有效遏制,生态环境系统的稳定性显著增强。土壤动物作为陆地生态系统的重要组成部分,在土壤碳氮循环及土壤质量演变等过程中发挥着不可替代的作用,其群落结构变化可以准确地反映出生境的优劣,但目前有关黄土高原地区生态交错带土壤动物的群落结构及其对人工植被恢复过程的响应机理尚不明确。基于此,本研究选择榆林市榆阳区的巴拉素、红石峡、麻黄梁和鱼河峁为研究区域,调查不同生境人工林土壤动物群落的组成、分布、多样性和相似性,以及土壤环境因子状况,并以草地作为对照,旨在揭示人工林地建设对大型土壤动物群落的影响,分析探讨不同人工林地大型土壤动物群落的多样性特征及其与土壤环境因子间的耦合关系,为科学评估陕北风沙黄土区人工植被生态效益提供土壤动物学方面基础数据和理论支撑。主要研究结果如下:(1)研究区土壤动物类群以鞘翅目、蜘蛛目和膜翅目等广布种为主,地蜈蚣目、后孔寡毛目、蚰蜒目、等足目和蜚蠊目等稀有类群仅在少数样地出现。土壤动物功能类群中植食性动物占比最高,捕食性和杂食性动物次之,腐食性动物最低。(2)土壤动物类群数、个体密度和生物量在垂直分布上呈现表层集聚特性,且与土壤环境因子(类型、质量)具有显著相关性,表现为黄绵土区高于风沙土区。随着人工林恢复年限的延长,土壤动物的种类、数量、生物量及多样性呈上升趋势,群落结构变得更为复杂。植被类型对土壤动物的群落结构与组成及生态指数存在明显影响,其中,土壤动物的类群数、生物量和多样性指数表现为:油松>侧柏>樟子松>沙棘>草地。与草地相比,沙地生态恢复过程中种植人工林能够显著提升土壤动物的个体密度、生物量及多样性。(3)相似性Jaccard指数分析表明:各样地间土壤动物群落表现为中等不相似或极不相似,动物群落的组成异质性较高。聚类分析表明:不同样地间土壤动物种类、数量的变化因素除与植被类型和恢复年限有关外,还与地形等因素的差异有关,小生境是形成这种差异的主要原因。(4)土壤有机质与土壤动物的类群、密度和生物量显著相关(P<0.05),对动物群落的分布影响较大。蜘蛛目、半翅目、地蜈蚣目和革翅目等常见类群的分布受土壤有机质和碱解氮的影响较大;等足目和柄眼目的分布主要受p H、孔隙度、速效磷的影响较大;后孔寡毛目、直翅目和蚰蜒目的分布主要受土壤含水量、电导率和碱解氮的影响较大;鞘翅目的分布除与土壤容重和有机质呈正相关外,与其它土壤环境因子均呈负相关。
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