濁漳河西源濕地春季土壤動物群落特征分析

史寶忠

（長治學院生物科學與技術系，山西長治046011）

濁漳河西源濕地春季土壤動物群落特征分析

史寶忠

（長治學院生物科學與技術系，山西長治046011）

為探討濁漳河西源土壤動物群落組成和多樣性特征，對濁漳河西源濕地段柳、后灣水庫和甘村3個樣地土壤動物群落進行調查研究，共獲得土壤動物23類1125只，隸屬于5門9綱21目。群落結構分析表明：類群數、個體數、多樣性指數（H′）和均勻度指數（E）變化趨勢均表現為后灣水庫＞段柳＞甘村；優勢度指數（C）與之相反，依次為甘村＞段柳＞后灣水庫。土壤動物在垂直分布上具有明顯的表聚性。

濁漳河；濕地；土壤動物；多樣性

土壤動物是陸地生態系統重要的組成部分，在分解生物殘體、改變土壤理化性質、促進物質循環和能量轉化的過程中起著重要作用，是生態系統中物質與能量交換的樞紐[1]。國內外已有大量關于森林[2]、農田[3]、草原[4]、沙地[5]等生態系統土壤動物群落多樣性研究。近年來，有關濕地土壤動物的研究逐漸增多，內容主要集中在土壤動物的生態特征和生態功能兩個方面[6，7]。濁漳河是長治市最大的河流，其土壤動物群落多樣性的研究未見報道。2012年5月，作者對濁漳河西源濕地土壤動物的群落特征進行了初步研究，旨在了解該濕地土壤動物群落結構特征及其多樣性，為保護濁漳河濕地生態環境和生物多樣性，優化濕地生態系統的結構與功能提供基礎資料。

1　研究地區概況

濁漳河是山西省長治市最大的河流，屬于海河流域漳衛南運河水系。濁漳河西源（112°55′-113°44′E，36°02′-36°54′N）發源于沁縣漳源鎮余巖村北，流經沁縣、襄垣，在襄垣縣古韓鎮甘村與濁漳河南源匯合進入濁漳河干流，河長80 km，流域面積1693 km2，年平均徑流量114× 108m3。降雨集中在夏季，年均降雨量約590 mm，豐枯比值為2.68；年均氣溫8.9℃[8]。主要植物有酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium）、稗（Echinochloa colonum）、小香蒲（Typha minima）、藨草（Scirpus triqueter）、澤瀉（Alisma orietalecsam）等[9]。

2　研究方法

2.1采樣點設置及采樣

2012年5月，選擇濁漳河西源的段柳、后灣水庫和甘村3個樣地（長治市環保局采樣點），三個樣地均為間歇性浸水生態類型（5月份屬于枯水期），植被類型段柳以稗草等農田雜草為主，后灣水庫以小香蒲和澤瀉等水草為主，甘村是濁漳河南源與西源交匯處，農田雜草和水草都有。每個樣地在離河水約1 m的河岸上隨機設置6個樣方，面積為50 cm×50 cm，每個樣方分3層取樣，即0-5 cm、5-10 cm和10-15 cm，共54個土樣。將土樣裝入塑料袋并編號。

2.2土壤動物的分離鑒定

大型土壤動物用手撿法，中小型土壤動物用Baermann濕漏斗法分離，所有土壤動物標本保存在70%酒精溶液+10%福爾馬林溶液中[10]。參照尹文英等（1998）《中國土壤動物檢索圖鑒》[11]，張巍巍等（2011）《中國昆蟲生態大圖鑒》[12]，王瑞等（2010）《山西省六足動物（昆蟲）名錄I》[13]在解剖鏡（Motic SMZ-143）和顯微鏡（Motic BA300）下對土壤動物進行分類鑒定，幼蟲和成蟲分開統計。

2.3數據處理

多樣性指數是反映群落水平分布差異的重要指標[14]。文章主要采用土壤動物多樣性分析中常用的Shannon-Wiener多樣性指數（H′）、Pielou均勻度指數（E）、Simpson優勢度指數（C）。數據采用Excel2003統計軟件計算完成。

（1）多樣性指數Diversity（H′）采用Shannon-Wiener指數公式：H′=-ΣPilnPi；

（2）均勻性指數Evenness（E）采用Pielou指數公式：E=H′/lnS；

（3）優勢度指數Dominance（C）采用Simpson指數公式：C=Σ（Ni/N）2。

公式中Pi為第i類群的個體數比例，Pi=Ni/N；ni為第i類群的個體數，N為群落內所有類群的個體數，S為所有類群數。

3　結果與分析

3.1濁漳河西源濕地土壤動物組成

濁漳河西源的段柳、后灣水庫和甘村三個樣點土壤動物的類群和數量組成見表1。

從表1可以看出，三個樣地共獲得土壤動物23類，1125只，隸屬于5門9綱21目。小桿目、等足目（鼠婦蟲和卷甲蟲）、膜翅目（螞蟻）、雙翅目幼蟲等4類分別占捕獲總量的10.76%、11.11%、12.36%、12.89%，合計占個體總數的47.12%，為該地區的優勢類群。正蚓目（蚯蚓）、中腹足目、蜘蛛目、寄螨目、真螨目、原尾目、彈尾目、鞘翅目幼蟲、鞘翅目成蟲、半翅目、直翅目和雙翅目成蟲等12類，合計占個體總數的48.96%，是該地區的常見類群。三腸目、真瓣鰓目、圓馬陸目、雙尾目、同翅目、鱗翅目和纓翅目等7類合計占個體總數的3.92%，是該地區的稀有類群。4個優勢類群和12個常見類群合計占個體總數的96.08%，構成了濁漳河西源土壤動物的主體，對該濕地土壤動物群落結構和生態特征起著重要作用。

對3個樣地土壤動物類群數與個體數比較，結果表明：類群數與個體數變化趨勢相同，即后灣水庫（23類，418只）＞段柳（22類，401只）＞甘村（19類，306只）。3個樣地土壤動物共有的類群是19類。

表1　濁漳河西源濕地土壤動物的類群和數量組成Table 1 The composes amount and community of soil fauna in the west source of Zhuozhang River

多度等級：+++表示優勢類群（個體數占總個體數10%以上），++表示常見類群（個體數占總個體數1%~10%），+表示稀有類群（個體數占總個體數0.1%~1%）

3.2濁漳河西源濕地土壤動物群落多樣性分析

采用香農多樣性指數（H′）、皮洛均勻度指數（E）和辛普森優勢度指數（C）對濁漳河西源濕地土壤動物群落多樣性進行分析（表2），結果表明：多樣性指數（H′）的變化趨勢為后灣水庫＞段柳＞甘村，后灣水庫多樣性指數（2.7424）最高，段柳（2.6959）次之，甘村（2.5543）最低；均勻度指數（E）與多樣性指數（H′）的變化趨勢相同，后灣水庫均勻度指數（0.8746）最高，段柳（0.8722）次之，甘村（0.8675），其中段柳與后灣水庫的均勻性指數很接近，表明兩地土壤動物的類群和個體數量分布形式一致；優勢度指數的變化趨勢為甘村＞段柳＞后灣水庫，與多樣性指數（H′）和均勻度指數（E）的變化趨勢正好相反，說明甘村土壤動物優勢種群比較集中。

表2　濁漳河西源不同樣地土壤動物群落多樣性指標Table 2 Important indexes of soil fauna communities in different plot in west source of Zhuozhang River

3.3濁漳河西源濕地土壤動物的垂直分布

土壤動物的垂直分布主要與不同土層的食物、溫度、濕度、pH值等綜合因素有關。通過對濁漳河西源的段柳、后灣水庫和甘村三個樣地不同土層（0-5 cm、5-10 cm、10-15 cm）土壤動物個體數和類群數進行統計，結果表明（見圖1）：雖然三個樣地土壤動物的個體數和類群數垂直分布規律都是0-5 cm＞5-10 cm＞10-15 cm，但個體數的表聚性比類群數的表聚性明顯，段柳和后灣水庫兩個樣地個體數表聚性又比甘村明顯。

圖1　濁漳河西源土壤動物類群數的垂直分布Fig.1 The vertical distribution of groups numbers of soil fauna of the west source of Zhuozhang River

4　結論與討論

本次調查共獲得土壤動物23類，1125只，隸屬于5門9綱21目。優勢類群4類，占個體總數的47.12%，常見類群12類，占個體總數的48.96%，稀有類群7類，占個體總數的3.92%。優勢類群和常見類群構成濁漳河西源土壤動物群落的主體。上游段柳和中游后灣水庫類群數和個體數比較接近，下游甘村的類群數和個體數均明顯少于前兩者。可能的原因是濁漳河源頭至后灣水庫段的沁縣造紙廠、沁縣焦化廠關停，沒有大的污染源，而后灣水庫至甘村段有大平煤礦、瑞恒化工、襄垣電廠等污水的排入，對甘村周邊的河道及濕地土壤環境造成一定程度的污染。劉瑞祥等（2004，2009）分別對濁漳河污染物時空變化和水質對比研究均表明，甘村的水質較段柳和后灣水庫差[8,15]。上游段柳的類群數和個體數略低于后灣水庫，可能與沁縣縣城生活污水直接排入段柳有關，也可能與后灣水庫的稀釋和自凈有關。

濁漳河西源三個樣地土壤動物群落多樣性指數（H′）與均勻度指數（E）變化趨勢相同，均為后灣水庫＞段柳＞甘村；優勢度指數（C）變化趨勢與前二者相反，為甘村＞段柳＞后灣水庫。多樣性指數與均勻度指數呈正相關，而與優勢度指數則負相關，與多數作者的結論一致[16-18]，符合一般生態學規律。

濁漳河西源3個樣地土壤動物個體數的表聚性優于類群數的表聚性，段柳與后灣水庫個體數的表聚性又優于甘村的個體數表聚性，與任婷等（2012）研究結果一致[20]，提示甘村個體數表聚性減弱可能與污染有關。

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（責任編輯鐵軍）

G642.477

A

1673-2014（2016）05-0022-04

長治學院科研項目（201219）。

2016—03—16

史寶忠（1966—），男，山西沁縣人，碩士，講師，主要從事動物學及動物行為生態學研究。