坡向和坡度對土壤動物群落結構影響研究

蔣躍 靳亞麗

摘要：為了解不同坡向和坡度對土壤動物群落結構的影響，于2016年夏季在上海辰山植物園東南西北四個坡向以及7度和22度兩類坡度結縷草草坪的坡上、坡中、坡底三個坡位進行了采樣，對其中的土壤動物群落進行了調查。結果表明：土壤動物個體數為南坡（30.11%）>西坡（26.96%）>北坡（21.65%）>東坡（21.28%）。不同坡向土壤動物群落多樣性指數差異不顯著。坡頂各多樣性指數相對坡中和坡底較小，坡中和坡底差別不大。7度坡底顯著低于坡項，22度坡個體數為坡項>坡底>坡中，均存在顯著性差異。坡向對土壤動物群落結構的影響為間接影響，較大坡度對土壤動物群落的影響更明顯。

關鍵詞：坡向;坡度;坡位;土壤動物;線蟲綱

中圖分類號：$714.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0018-04

1引言F=I

近年來，國內外學者從植被、土地利用方式等大尺度方面對土壤動物的空間分布格局開展了大量研究但在小尺度坡度和坡向對土壤動物群落結構的影響研究相對較少，本研究以上海辰山植物園結縷草草坪坡為例，研究坡向和坡度對土壤動物群落空間分布的影響。

2研究區域與研究方法

2.1研究區概況

上海辰山植物園（31°04N，121°10‘E）位于上海市松江區佘山國家森林公園西南3km處，海拔7m，是集科研、科普和觀賞游覽于一體的綜合性植物園，全園占地面積約207hm²，為華東地區規模最大的植物園，生物多樣性、生態保育、植物引種馴化研究和師范的重要基地。辰山植物園處于北亞熱帶疾風濕潤氣候區，年均氣溫15.6℃，降水量1213mm，土壤有機質平均含量2.79%，土壤pH值呈中性或微堿性（pH值7.0～7.9）。

2.2 采樣方法

選擇辰山植物園西南側的結縷草草坪區域，對該區域東、南、西、北四個坡向的坡頂、坡中、坡底，在不同的坡度上選擇7°和22°坡的坡頂、坡中、坡底共計18個樣點進行采樣每個樣點做3個重復，重復樣點間距5m以上。于2016年夏季，采用土壤定量采樣器，在每個樣點采集0～5cm，5～10cm，10～15cm的土樣帶回實驗室，采用干漏斗法分離土壤動物，土壤動物收集在95%的乙醇溶液中。分離所得的土壤動物采用體視顯微鏡觀察，參考《中國土壤動物檢索圖鑒》和《中國亞熱帶土壤動物》進行分類鑒定，并統計數量。

2.3數據分析

根據以下公式分別計算凋落物中土壤動物群落的多樣性指數、均勻度指數、優勢度指數和豐富度等指數。

3結果

3.1 坡向對土壤動物群落組成的影響

3.1.1不同坡向土壤動物群落結構比較

東西南北4個坡向土壤中共獲得土壤動物5036只，隸屬于21個類群。經統計得出：蜱螨亞綱和線蟲綱為優勢類群，分別占總捕獲量的20.75%和62.38%;彈尾綱、半翅目、線蚓科和輪蟲為常見類群，合計占總捕獲量的13.48%;原尾綱、雙尾綱、鞘翅目等15個類群為稀有類群，合計占總捕獲量的3.39%（表1）。

土壤動物個體數為南坡（30.11%）>西坡（26.96%）>北坡（21.65%）>東坡（21.28%），南坡獲得的土壤動物個體數量顯著大于北坡和東坡（圖1）。由表1可見，南坡的個體數優勢主要體現在線蟲綱個體數量較大，而北坡、東坡和西坡線蟲綱個體數差別很小，因此差異主要體現在線蟲綱個體數量差異上。北坡、東坡和西坡個體數差異不顯著，北坡和東坡土壤動物個體數相近。

3.1.2 不同坡向土壤動物群落生態多樣性比較

不同坡向土壤動物群落各多樣性指數不同（圖2）。北坡Shannon-Wiener多樣性指數是西坡>北坡>南坡>東坡，Pielou均勻度指數為西坡>東坡>南坡>北坡，Simpson優勢度指數為西坡>北坡一東坡>南皮，Margalef豐富度指數為南坡>西坡>北坡>東坡，不同坡向土壤動物群落多樣性指數差異不顯著，因此坡向對土壤動物群落多樣性的影響不顯著。

3.2坡位對土壤動物群落結構的影響

3.2.1不同坡位土壤動物群落組成比較

4個坡向不同坡位土壤動物個體數存在差異，各個坡向的不同坡位土壤動物的分布情況沒有明顯的規律或階梯性。北坡和東坡不同坡位個體數差異不顯著，南坡坡上顯著大于坡中，西坡坡中顯著大于坡底（圖3）。由圖4可見土壤動物在不同土層中呈現明顯的垂直分布差異，這與其他學者的研究結果相同。

3.2.2不同坡位土壤動物群落生態多樣性比較

不同坡位生態多樣性指數統計分析結果顯示：東坡的Margalef豐富度指數坡底明顯小于坡頂，北坡的Simpson優勢度指數坡頂略大于坡中，其他三個坡向的各個多樣性指數坡頂均小于坡中和坡底，坡中和坡底差別不大（圖5）。

3.3不同坡度土壤動物群落結構的影響

對7。和22°兩種坡度下土壤動物個體數統計分析結果顯示7。下坡底顯著低于坡頂，22°坡3個坡位個體數為坡頂>坡底>坡中，3個坡位均存在顯著性差異（圖6）。

4討論

本研究結果顯示南坡線蟲綱個體數較大，因此其土壤動物總個體數顯著大于北坡和東坡，而線蟲密度受施肥等影響較大，研究發現不同施肥措施顯著影響線蟲的豐度，本研究區域為人工草坪，人工施肥對土壤線蟲的影響可能是導致南坡線蟲個體數明顯增多的主要原因。不同坡向土壤動物群落生態多樣性指數差異也不顯著，劉繼亮和李鋒瑞的研究結果顯示陽坡和陰坡大型土壤動物群落結構差異顯著，主要原因為植物群落結構與組成、植被蓋度、凋落物厚度等差異，并且指出坡向主要通過影響生境的生物和非生物因子組合特征而對大型土壤動物的空間分布格局產生影響的，由此可見坡向對土壤動物群落結構的影響為間接影響，本研究排除了以往自然林地不同植被差異的干擾，也證實了這一點。然而，由于人為干擾等特殊微環境的差異也會間接影響土壤動物群落組成。

不同坡位土壤動物個體數存在顯著差異，坡位對土壤動物個體數和生態多樣性指數的影響與坡向有一定關系，劉繼亮和李鋒瑞的研究顯示坡位對土壤動物的影響主要體現在類群差異上，不同類群對坡位的響應明顯。本研究只是從土壤動物群落的角度對個體數和多樣性進行探討，對不同類群的響應還有待進一步深入研究。研究結果中土壤動物垂直分布呈現出一定的表聚現象，這與前人的研究結果相同，而本研究進一步說明了坡位的改變并沒有明顯減弱土壤動物的表聚現象。

坡度作為重要的土壤環境要素之一，可以通過重新分配土壤含水量、土壤養分等因子而形成不同的微環境，從而間接影響土壤動物的空間分布格局，研究結果顯示較大坡度對土壤動物群落的影響更明顯。何先進等對不同坡度農田土壤動物群落結構影響研究也表明由于坡度影響土壤侵蝕強度和土壤養分流失速度，從而間接影響土壤動物群落組成。