内蒙古白银库伦湿地大型土壤动物初步调查

郭 砺，李伟业

（内蒙古大学生命科学学院，呼和浩特010021）

内蒙古典型草原生态系统土壤动物的研究始于20世纪80年代，但早期文献仅刊于内部资料的汇编文集内，内容多集中在区系调查等方面.迄今，公开发表的研究内容主要涉及不同植被条件下土壤动物的类群构成及多样性、密度和生物量的季节动态以及包括放牧在内的人为扰动下土壤动物的群落生态学特征等[1-6].

对湿地生态系统土壤动物的研究主要集中在2个方面，即土壤动物的生态特征研究和生态功能研究.前者涉及土壤动物数量、组成和多样性及影响因素等主要生态特征，后者涉及生态指示功能、生态调控功能及对枯落物的分解功能等[7].

以典型草原为背景的隐域性生境——湿地生态系统的土壤动物研究，尚未有文献报道.本研究于2006—2008年对内蒙古白银库伦湿地自然保护区夏季大型土壤动物作了初步研究，旨在为进一步对草原生态系统内隐域性生境的生态学研究和湿地自然保护区的建设提供基础资料.

1 研究方法

1.1 样地的选择

内蒙古白银库伦湿地自然保护区位于内蒙古锡林浩特市南 80 km 处，即 116°07′～116°20′E，43°13′～43°17′N，海拔 1 220～1 400 m，面积 10 415 hm2.该湿地主要的明水湖泊东西长5 km，南北宽1.5 km，常年水域面积6.5 km2，平均水深15 cm，pH10.0[8].湖泊南岸为一条长约4 km、宽约1 km的沼泽草甸地带，北岸为宽约1 km、长约3 km的芨芨草草甸，在其南侧，因湖水退缩而露出500～800 m宽的“河漫滩”地.

选择2种生境作为样地，分别位于白银库伦湖的南岸和北岸.南岸的沼泽草甸，植被极茂盛，覆盖度达100%，植物群落包括乔木、小灌木及禾本科、莎草科等草本植物，土壤湿度处于饱和状态，低洼处有积水.北岸的“河漫滩”地，植被稀疏，覆盖度低于10%，土层中植物根系少且盐碱化程度较高，表层土壤湿度不大，但10 cm以下土壤湿度较大.

1.2 样方的设置和样本的获取

3年中取样时间皆为7月上中旬.南岸沼泽草甸样地样方数23个，北岸芨芨草草甸样地样方数35个.样方大小为25 cm×25 cm，30 cm土深，分3层采样，分别为 0～10 cm（A 层）、10～20 cm（B 层）、20～30 cm（C层）土深.手捡收集大型土壤动物，室内称量生物量，统计数量，分类鉴定.

1.3 数据处理

将2个样地的土壤动物密度和生物量折合成平方米为单位后，分别做差异性检验，之后在不同深度土层间做差异性检验.

群落多样性以Simpson指数衡量，计算方法为：

式中：Pi为物种i在群落中数量的百分比.宽度以Levins指数衡量，计算方法为：

式中：Pi为某类动物个体数占全部个体数的百分比；n为动物类群数.

2 结果及分析

2.1 群落构成

对连续3年的样本分析显示，白银库伦湿地大型土壤动物的类群构成较为简单，优势类群为昆虫，且以鞘翅目昆虫为主，其次，正蚓科也占了较大比例，再就是蜘蛛类.具体结果如表1所示.

表1 白银库伦湿地不同生境中大型土壤动物群落的组成Tab.1 Community structure of macro-soil animal in different habitatsof Bayianhure wetland

类群构成较为简单这一结果可能是由于：①湿地为典型草原背景下的隐域性生境，其大型土壤动物类群构成必然与典型草原土壤动物构成相似，如以鞘翅目昆虫为优势类群；②与取样时间有关.大型土壤动物的生物学节律有明显的季节性，在夏季，于土壤中越冬、发育变态的昆虫幼虫此时多半已完成变态，且大都栖息活动于地表，故土壤中的动物类群必然较少.尽管构成较为简单，但也显示了有别于典型草原生境的湿生生境的特征：正蚓科在典型草原生境密度极低，但在湿生生境却为优势类群，在南岸的沼泽草甸其多度接近28%；牙甲科是典型的水生类群，从未在草原生境发现过，今次在湿生生境发现了该类昆虫，且数量达到“常见”等级.虽为湿生类群，但若放在典型草原较大尺度中看待，牙甲科的发现为典型草原生境昆虫类增添了新成员，具有重要意义.

虽同为湿地，但生境类型不同，土壤动物的组成、多样性和均匀性存在明显差异.由表1可见，湿生类群正蚓科在南岸的沼泽草甸数量最大，且水生类群牙甲科昆虫只分布在该生境，二者合计占总体的36.53%；在北岸的芨芨草草甸，典型草原生境的优势类群步甲科和象甲科合计占总数的近1/2，而正蚓科则退居“稀有”等级.显然水分因子影响了类群组成.就鞘翅目而言，在南岸的沼泽草甸，其数量占总体的40.27%，在北岸的芨芨草草甸，更是达到63.29%，且象甲科皆为幼虫，这应与该类幼虫的发育适应于芨芨草草甸土壤的较小湿度有关.

Simpson指数显示，2类生境中大型土壤动物各类群在总体中的分布程度差异较小.Levins指数显示，同芨芨草草甸相比，沼泽草甸中类群数更多且各类群在总体中分布更均匀.显然后者有更优越的取食和栖息条件，是造成这一结果的主要原因.

2.2 密度和生物量的分析

密度和生物量是衡量土壤动物多寡的2项重要指标，表2中显示了白银库伦湿地2类生境大型土壤动物的密度和生物量总体水平.与同时期的典型草原和其中的隐域性生境草甸草原[6]相比，2个典型草原的隐域性湿地生境的大型土壤动物具有更高的密度和生物量.

表2 白银库伦湿地2类生境大型土壤动物密度和生物量比较Tab.2 Density and biomass of macro-soil animals in two different habitats of Bayianhure wetland

通常认为，土壤温度、湿度、营养和土壤结构是影响土壤动物多寡的主要因素.在湿地环境，土壤结构较为紧密，通气性较差，土壤温度和湿度都较为稳定，营养取决于地表植被.白银库伦湿地2类生境具有不同的营养和土壤结构：在南岸的沼泽草甸，土壤紧实，湿度大，适合于正蚓科等以皮肤呼吸的动物生存，正蚓科、牙甲科这类数量多且个体较大的湿生类群是沼泽草甸土壤动物密度和生物量大的主要因素；在北岸的芨芨草草甸，土壤湿度较沼泽草甸低，但土壤通气性较好，植物地下根系少，营养不及沼泽草甸，适合于适应较干燥生境的象甲科、步甲科等昆虫的生存，这2类昆虫构成芨芨草草甸大型土壤动物密度和生物量的主体.

2类湿地生境相比，沼泽草甸大型土壤动物密度大于芨芨草草甸，生物量却不及后者，差异不具有统计学意义（p＞0.05）.生物量不但取决于动物的密度，也取决于动物个体的大小.沼泽草甸的生物量取决于正蚓科，芨芨草草甸的生物量取决于象甲科，蚁科数量虽大，但因个体太过微小，对生物量的贡献很小.

表3中显示了白银库伦湿地2类生境中大型土壤动物在土层中的垂直分布情况.在2类生境中，大型土壤动物主要分布于0～10 cm土层，10～20 cm土层密度不及前者的1/4，20～30 cm土层密度更低，即随着土层深度加大，土壤动物密度骤减.沼泽草甸0～10 cm土层动物密度占整体的78.5%，10～20 cm土层占17.26%，20～30 cm仅占4.22%；在芨芨草草甸，各土层密度分别占整体的83.24%、16.76%和0%.各层间差异具有统计学意义（p＜0.05）.

表3 白银库伦湿地2类生境大型土壤动物密度垂直分布和生物量的比较Tab.3 Density vertical distribution and biomassof macro-soil animal in different habitats in Bayianhure wetland

生物量的垂直分布趋势与密度相吻合.2类生境中生物量均集中在0～10 cm土层，沼泽草甸该土层集中了生物量的87%以上，而芨芨草草甸更达95%以上，此种分布规律显然与优势类群的垂直分布相关.

3 结论

内蒙古白银库伦湿地夏季大型土壤动物类群隶属于2门4纲7目15科.该湿地的沼泽草甸生境中正蚓科和蚁科为优势类群，芨芨草草甸生境中的优势类群为步甲科、象甲科和蚁科.2类生境的土壤动物密度分别为232.4头/m2和162.3头/m2，生物量分别为5.36 g/m2和5.74 g/m2，差异均没有统计学意义（p＞0.05）.2类生境的土壤动物密度和生物量均主要集中于0～10 cm土层，10 cm以下土层急剧减少.此外，本研究在内蒙古中部草原首次发现了牙甲科昆虫.

土壤动物的种类构成庞杂，且昆虫幼虫占了相当比例，加之文献资料有限，这就给分类鉴定工作带来了极大困难.因此在土壤动物的研究中，研究对象的种类鉴定难度很大.本研究也只将昆虫纲鉴定到科，后续研究中需要进行更细致的鉴定工作.

致谢：李俊兰副教授帮助鉴定标本，武波、马征等同学参加野外工作，谨致谢忱！

[1]刘新民，郭砺．大针茅草原蛴螬群落主要种群空间分布特征研究[J]．内蒙古大学学报：自然科学版，2004，35（1）：77-82.

[2]郭砺，刘新民，刘永江．内蒙古典型草原土壤动物优势类群鞘翅目（Coleoptera）昆虫研究[J]．内蒙古大学学报：自然科学版，2000，31（2）：189-192.

[3]刘新民，刘永江，郭砺．内蒙古草原带土壤动物生态学研究[J]．中国草地，1999，18（3）：51-56.

[4]刘新民，刘永江，郭砺．内蒙古典型草原大型土壤动物群落动态及其在放牧下的变化[J]．草地学报，1999，7（3）：228-235.

[5]兴安，罗瑞芳，刘新民．内蒙古典型草原大型土壤动物群落特征[J]．内蒙古师范大学学报：自然科学版，2011，40（6）：621-628.

[6]刘新民，刘永江，郭砺．内蒙古草原地带不同生境土壤动物比较研究[J]．内蒙古大学学报：自然科学版，1999，30（1）：74-78.

[7]崔巍，李伟，张曼胤，等．湿地生态系统中的土壤动物研究进展[J]．中国农学通报，2011，27（32）：200-204.

[8]闫慧，李敏，杨贵生．内蒙古白银库伦鸟类多样性研究[J]．四川动物，2011，30（3）：424-428.