山地蘋果園大型土壤動物功能類群及其生態特征

摘 要：為研究山地蘋果園大型土壤動物的功能類群及其生態特征，并用以指導蘋果園病蟲調控，于2011年9月（秋）、11月（冬），2012年3月（春）、6月（夏），對延安柳林鎮山地蘋果園中大型土壤動物的功能類群及其生態特征進行初步的調查研究。實驗主要以大型土壤動物為研究對象，采取了野外調查取樣、定點動態觀測和室內鑒定分類的研究方法。實驗共獲得大型土壤動物289只，隸屬3門5綱11目，其中鞘翅目幼蟲4科、鞘翅目成蟲5科。延安柳林鎮山地蘋果園大型土壤動物可分為植食性、捕食性、腐食性和雜食性4個功能類群。研究表明，在各功能類群中，植食性所占比例最大，其次是捕食性，腐食性所占比例最小；大型土壤動物功能類群在組成方面都具有相對穩定性。

關鍵詞：山地蘋果園；土壤動物；功能類群；生態特征

中圖分類號：S154.5，Q958.15 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0229

Abstract： In order to research the function groups and its ecological characteristics of marco-soil-fauna of mountain apple orchard， and used to guide in the apple orchards of diseases and pests control. In September 2011 （autumn）， November （winter）， in March 2012 （spring）， June （summer）， the function groups and its ecological characteristics of marco-soil-fauna have carried out preliminary investigation at mountain apple orchard in Liulin Town of Yan’an City. A preliminary study on the macro-soil-fauna guilds was done， which took combining research methods of field investigation sampling， fixed point dynamic observation and laboratory identity classification. 289 macro-soil-faunae were taken and the individuals belong to 11 orders， 5 classes and 3 phyla， including Coleoptera larvae 4 families and Coleoptera adult 5 families. Yan’an Liulin Town in mountain apple orchard of macro-soil-faunas can be divided into saprozoic， phytophage and predators and omnivores four functional groups. The research showed that in the various functional groups， phytophage accounted for the largest share， followed by the predators and saprozoic minimal proportion； function groups of macro-soil-fauna in terms of composition had relative stability.

Key words： Mountain Apple Orchards； Soil-fauna； Functional Guild； Ecological Characteristics

0 引言

土壤動物是土壤生態系統的重要組成部分，在分解生物殘體、改變土壤理化性質等方面有非常重要的作用。同時它也是生態系統中物質與能量交換的樞紐，再加上土壤動物數量巨大，種類又極其豐富，各類動物在體型大小、活動能力方面雖存在差異，但許多種類在功能上卻是相近的，即形成了一些功能類群。近年對土壤動物功能類群及土壤動物食物網的研究在國外已經成為生態研究的焦點之一[1-2]。土壤動物中的大型土壤動物對土壤健康有重要的指示作用[3]。為了研究方便，陳鵬[4]提出了按土壤動物在生態系統中的功能進行分類。目前國內外關于土壤動物功能類群的研究較多，主要集中在森林[5-10]、荒漠[11-12]和草原[13-14]等。長期以來，由于果園面積不斷擴大，加之氣候條件的變化以及果農生態防控意識不強，對果園土壤動物群落動態都有不同程度的直接影響，導致果園生態系統發生改變。探索蘋果園土壤動物功能類群特征已成為該區域蘋果產業優化升級需要重點解決的問題，能有效地實現對果園有害生物的監測，可為防治果園蟲害提供及時、準確、直觀的科學決策依據。果園生態系統土壤動物功能類群的研究鮮有報道[15]。有關山地蘋果園大型土壤動物功能類群的研究尚未見報道。隨著退耕還林工程的穩步推進，山地蘋果園在陜北迅速崛起。因此，揭示山地蘋果園土壤動物功能類群及其生態特征，深化果園蟲害生態調控技術的研究，對指導陜北黃土高原溝壑區建立有機果園具有重要作用。本次研究以延安市柳林鎮的山地蘋果園作為研究對象，對其土壤動物功能類群進行初步研究，以期為構建大型土壤動物與蘋果園病蟲生態調控復合模式提供科學理論依據。

1 研究區概況

實驗選取了延安市后孔家溝村的山地蘋果園為樣地，分別對其春、夏、秋、冬四季山地蘋果園的大型土壤動物功能類群以及它的生態特征進行研究。

后孔家溝位于陜西省延安市寶塔區柳林鎮的一條拐溝里，它距國道3 km，地形主要以黃土梁狀丘陵為主，海拔較高，一般為850～1300 m。氣候屬于暖溫帶，有四季分明、陽光充裕、晝夜溫差較大、土地肥沃等特點。目前，該村的蘋果種植面積發展到74.67 hm2，蘋果產業收入占到了農民家庭總收入的90%。延安市寶塔區柳林鎮山地蘋果園的品種為富士，樹齡約為15～25年，在果樹中間還雜生和間作有1年生草本植物山苦荬[Ixeris chinensis （Thunb.） Nakai]、灰條菜（Chenopodium album L.）、小蒜（Alliumnipponium Franch）、蒲公英（Herba Taraxaci）、白花車軸草（Trifolium）等。

2 材料與方法

2.1 樣地設置

研究區域位于陜西省延安市寶塔區柳林鎮前孔家溝村山地蘋果園，該蘋果園分為示范園（demonstration garden，DG）和常規園（conventional garden，CG），前者以有機肥為主，具防雹網、太陽能剎蟲燈、誘蟲帶，后者以化肥為主。

2.2 樣品采集

實驗于2011年9月、11月，2012年3月、6月，在選好的2個樣地分別進行采樣，采樣用五點法進行標本采集，在采樣時選擇蘋果樹冠幅內平坦的地段作為樣地，并且每個樣本在距離樹干1 m左右取樣，每個樣點相距至少5 m以上。樣點選好后，首先除去地表的枯枝殘體及其他雜物，再進行大型土壤動物調查。大型土壤動物主要采取手揀法采集，其中每個樣點的面積為30 cm×30 cm，每個樣點選取4個土壤層（0～5、5～10、10～15、15～20 cm），將采集到的大型土壤動物標本分別裝入75%的酒精小瓶子內固定，然后貼上膠帶，寫好采集的日期和地點，做好相應記錄，帶回實驗室進行鑒定。

2.3 樣品鑒定

大型土壤動物的分類主要采用青木淳一[16]的大類別分類法，一般都鑒定到目，鞘翅目鑒定到科。野外收集的大型土壤動物標本用SMZ2B4連續變倍體視顯微鏡和SZ2DM200數碼體視顯微鏡（重慶奧特光學儀器有限公司生產）進行初步的分類鑒定[17-19]，同時做好相關的個體數量記載。基于渭北黃土高原山地果園生態系統特征，參照張雪萍[9]、尹文英[10]和林英華[18-19]對山地蘋果園大型土壤動物功能類群進行分類。

3 結果與分析

3.1 山地蘋果園四季大型土壤動物功能類群的分類特征

實驗共獲得大型土壤動物289只，隸屬3門5綱11目，其中鞘翅目幼蟲4科，鞘翅目成蟲5科。本文基于山地蘋果園土壤動物群落的結構與組成特征，參考張雪萍[9]、林英華[10]和尹文英[18-19]等，將山地蘋果園土壤動物分為4個功能類群，見表1。

3.2 山地蘋果園四季大型土壤動物功能類群的生態特征

3.2.1 植食性土壤動物 植食性大型土壤動物主要是昆蟲綱中的一些種類，它是土壤動物群落的重要組成部分。陜北山地蘋果園植食性中種類較多的是鞘翅目中的葉甲科和金龜甲科，它們總數占該地區植食性土壤動物的61.31%，其次是柄眼目、鱗翅目，半翅目和直翅目所占比例較小，特別是直翅目，所占比例最小為0.60%。植食性土壤動物主要取食植物的根系以及地表的枯枝爛葉，他們一方面能加速植物殘體的分解，但另一方面大部分植食性動物是植物害蟲，多半危害植物的根和莖，總的來說，這些種類的存在不利于植物很好的生長。

3.2.2 捕食性土壤動物 捕食性動物主要是土壤群落中的消費者，在延安市后孔家溝村山地蘋果園中常見的種類主要有蜘蛛目和鞘翅目，它們是該地區最主要的捕食性動物，占該地區捕食性動物的97.51%，其中鞘翅目主要包括擬步甲科、蟻形甲科和步甲科。蜈蚣目在該地區所占比例相對較小。捕食性動物主要以小的動物和細菌為食物的。

3.2.3 腐食性土壤動物 在延安山地蘋果園中腐食性動物數量較少，此次實驗中主要包括正蚓目的蚯蚓，其中蚯蚓是該地區腐食性動物中活動能力最強的優勢種。這一類動物主要是以有機物的碎屑為食物，主要起疏松土壤、粉碎動植物殘體等作用。

3.2.4 雜食性土壤動物 是指一類土壤動物中兼有2～3種食性，即可以以動物、植物為食物，涉及動物類群和功能眾多的一類大型土壤動物。在延安市山地蘋果園中，雜食性動物主要有雙翅目、膜翅目和雙尾目，其中膜翅目占該地區雜食性動物的63.24%，是主要的優勢種；其次是雙尾目，占27.94%；雙翅目所占比例最少。

3.3 主要大型土壤動物功能類群在山地蘋果園的分布特征

在陜北延安柳林鎮山地蘋果園大型土壤動物各功能類群中，植食性動物所占總類群的比例最大為40.29%，其次是捕食性動物38.61%，雜食性動物和腐食性動物分別所占比例為20.62%和0.48%。從這個數據上來看，山地蘋果園中植食性和捕食性動物所占比例較高，在土壤微生態環境中起很大作用。腐食性動物種類較少，而且數量也比較稀少，但是它們在物質轉化方面也起一定的作用。

大型土壤動物主要以植食性、捕食性和雜食性為優勢功能類群，亦是主要的功能類群種類。延安山地蘋果園一方面為大型土壤動物直接提供食物，另一方面也培養了大量的土壤微生物，這些微生物被中小型動物所食，從而導致植食性、捕食性和雜食性土壤動物數量增多，加快了蘋果園微生態小循環的速率。

4 結論

延安柳林鎮山地蘋果園大型土壤動物主要可分為植食性、捕食性、雜食性和腐食性4個功能類群，其中植食性和捕食性動物數目相近，所占比例最大，其次是雜食性動物，腐食性動物相對較少，主要包括正蚓目的蚯蚓，但是它也是山地蘋果園土壤動物功能類群中不可缺少的一部分。總體來看，各功能類群在群落組成方面具有相對穩定性。

5 討論

大型土壤動物種類較多、數量較大，不同種類的動物有著不同的食性，有的只有一種食性，有的卻兼有2～3種食性，當然有的也有著相同的食性，所以就形成了幾種不同的功能類群。

不同的研究人員對大型土壤動物功能類群有著不同的分類依據，本次實驗主要參考張雪萍[9]、林英華[10]、尹文英[18-19]等的分類方法。尹文英除土壤原生動物和線蟲外，將土壤動物功能類群分為7類——枯食者、根食者、尸食者、糞食者、菌食者、捕食者和雜食者；林英華亦將其分為7類，但內容不盡相同，即植食性、捕食性、雜食性、腐食性、菌食性、糞食性和枯食性。張雪萍將其分為3類，分別是植食性、捕食性和腐食性。筆者根據延安市山地蘋果園的管理方式和土壤動物群落結構組成以及結合以上的分類方法，將大型土壤動物分為4個功能類群，即植食性、捕食性、腐食性和雜食性土壤動物，此種分類體系和李娜等[20]相同。

本研究只是初步探討了延安柳林鎮山地蘋果園大型土壤動物功能類群及其生態特征，為今后構建山地蘋果園大型土壤動物功能類群與病害蟲生態調控的復合模式體系提供理論指導，這種新的思路和方法，有待于在將來的生產實踐中檢驗和驗證，以對山地蘋果園的病蟲害防治提供更為準確的依據。

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