西藏林芝市不同耕作方式对农田土壤动物群落特征的影响

［KH－*3D］翟云霞，臧建成，2*，苏成

(1．西藏农牧学院植物科学学院，西藏林芝860000;2．西藏高原资源昆虫与应用昆虫实验室，西藏林芝860000)

西藏林芝市不同耕作方式对农田土壤动物群落特征的影响

［KH－*3D］翟云霞1，臧建成1，2*，苏成1

(1．西藏农牧学院植物科学学院，西藏林芝860000;2．西藏高原资源昆虫与应用昆虫实验室，西藏林芝860000)

为了解西藏林芝市不同耕作方式下土壤动物群落结构、多样性变化，于2014年5－10月对西藏林芝市巴宜区青稞田、玉米田、油菜田及草地采用直径10 cm×10 cm土钻五点取样法，采用改良的Tullgren漏斗分离和收集土壤动物。共捕获土壤动物872只，隶属于4门12纲30目，共计50种，其中节肢动物构成了西藏林芝农田土壤动物的主要类群，占总体个数的85．68%;其次是线虫动物门，占总体个数的9．51%。Simpson优势度指数D(油菜)＞D(草地)＞D(青稞)＞D(玉米);Shannon-Wiener多样性指数H(草地)＞H(油菜)＞H(青稞)＞H(玉米);Pielou均匀度指数E(油菜)＞E(草地)＞E(青稞)＞E(玉米)。在Sorensen相似性系数中，草地－青稞、草地－油菜和玉米－油菜为中等相似，草地－玉米、青稞－玉米和青稞－油菜为中等不相似，且Sorensen相似性系数低于Morisita-Horn系数。本试验表明，西藏林芝市不同土地土壤动物群落常见类群和稀有类群的种类构成和数量随季节变化相对较大，优势类群的种类构成和数量变化较小;通过Sorensen和Morisita-Horn相似性分析，不同土地利用方式对土壤动物的物种丰富度影响较大。

不同耕作方式;土壤动物;群落结构;西藏林芝

土壤动物是土壤生态系统的重要组分，在自然生态系统中扮演着消费者和分解者的角色，对土壤的形成、发育、土壤结构、肥力保持以及物质循环和能量流动等方面起着不可替代的重要作用［1－2］。由于人类的活动，地上和地下动物的结构和多样性都会产生不同的变化［3］。青藏高原具有独特的地理环境，对该地区的研究已经成为研究的热点［4］。近年来我国学者对拉萨河流域湿地、不同农田及贡嘎山不同植被土壤动物群落结构进行了研究［4－7］。西藏林芝市土壤动物的研究仅见于色季拉山不同植被类型土壤动物多样性研究［8］，农田不同利用方式下土壤动物的研究尚未见报道。土地的不同利用方式，常会对土壤动物产生不好的影响，但是人为的干扰并不总是有害的，如土壤有机质的覆盖、保护性耕作和轮作等对土壤动物的密度和丰富度的保持反而有利［9－13］。本研究旨在探讨不同耕作方式对农田土壤动物群落结构的影响，为林芝市农林、农牧交错地带土地管理及土地合理利用提供科学依据，同时也可为该区农田地下害虫的预测预报及防治提供技术支持。

1 材料与方法

1．1 研究区概况

本研究在西藏林芝市巴宜区境内西藏大学农牧学院实习农场，位于青藏高原的东南部，属于西藏自治区林芝县境内，系念唐古拉山向南延伸的余脉，与喜马拉雅山东部向北发展的山系相连。研究样区生物资源丰富，为农牧林过渡地带，处于藏东南温暖气候区与半湿润气候区的过渡地带，受印度洋暖湿季风影响，冬季干燥，夏季多雨。年降水量600～1000 mm，年平均温度8～10℃，≥0℃积温为3000～3500℃，≥10℃的时间约为180 d。农场主要种植青稞、油菜、玉米、蔬菜及牧草。

1．2 研究方法

1．2．1 土壤动物取样与鉴定2014年5－10月，在西藏林芝市巴宜区西藏学农牧学院实习农场青稞田、油菜田、玉米田和草地用10 cm×10 cm土钻分0～10，10～20，20～30 cm土层进行取样。手捡大型土壤动物，同时将采集的土样装PE封口袋(聚乙烯封口袋)中，带回实验室，采用Tullgren干漏斗法进行处理，分离中小型旱生土壤动物，收集于指型管内用75%酒精保存。在尼康中级体视显微镜SMZ800+D5100下进行分类鉴定，土壤动物分类主要采用大类别分类法［14］，一般鉴定到目，常见类群鉴定到科。分离得到的中小型土壤动物根据《中国土壤动物检索图鉴》［15］在光学显微镜和体视显微镜下进行分类鉴定，并进行数量统计［16］。所得数据在Excel中进行相关统计分析。

1．2．2 数据分析选择Simpson优势度指数、Shannon-wiener多样性指数和Pielou均匀度指数反映土壤动物群落结构多样性特征。

Simpson优势度数:

Pielou均匀度指数:

E=H/lnS

式中，N表示全部种的个体总数;Ni表示种i的个体数; Pi表示第i个物种占总物种数的比例;S表示物种数。

土壤动物群落相似性指标的测定，运用如下公式。

Sorensen相似性系数:

Cs=2c/(a+b)

在信息化时代背景下，各个行业对计算机的应用度越来越高，相对传统作业模式来说，应用计算机技术办公、生产，能够在不同程度上减少工作人员的压力，同时可以提升工作效率及准确率。计算机技术不断被推广使用，势必会面临网络信息安全管理问题，所以现阶段计算机网络信息安全管理工作非常重要，相关安全管理工作人员在实际工作过程中应针对不同类型的信息选择不同的安全管理方式，并不断完善安全管理策略及措施，以此才能有效提升计算机网络信息安全管理工作质量。下文就现阶段计算机网络信息安全管理中存在的问题入手分析，从不同角度提出解决问题的措施。

式中，a表示A种类全部类群数;b表示B种类全部类群数;c表示A种类和B种类共有的类群数。计算值在0～0．24为极不相似;0．25～0．49为中等不相似; 0．50～0．74为中等相似;0．75～1．00为极相似。

Morisita-Horn系数［17］:

式中，S为A、B所有类群数;aN、bN分别为A、B所有类群的总个体数;ani、bni分别为A、B中第i个类群的个体数。

2 结果与分析

2．1 巴宜区土壤动物群落组成

经过本次调查发现，巴宜区不同耕作方式下的农田土壤动物种类多种多样。调查共捕获土壤动物872只，隶属于4门12纲30目，共计50种。

由表1可以看出，所捕获的土壤动物中优势种群有3种，常见种群8种，稀有种群10种，其中3种优势种群均属节肢动物门(Arthropoda)，弾尾目(Collembola)所占比例最大为40．60%，其次为蛛形纲(Arachnida)，所占比例为18．23%，同翅目(Homoptera)所占比例最少为10．09%。常见种群在线虫动物门(Nemata)、缓步动物门(Tardigrada)、节肢动物门(Arthropoda)中均有，线虫动物门(Nemata)所占比例为9．51%，在常见种群中所占比例最大;缓步动物门(Tardigrada)所占比例相对较大，为4．24%;在节肢动物门(Arthropoda)中有原尾纲(Protura)、双翅目(Diptera)、等翅目(Isoptera)、鞘翅目(Coleoptera)、鳞翅目(Lepidoptera)和啮目(Psocoptera)，其中双翅目(Diptera)所占比例最大，为3．21 %。稀有种群属于环节动物门(Annelida)和节肢动物门(Arthropoda)，其中蜈蚣目(Scolopendrida)和半翅目(Hemiptera)所占比例最小。

表1 西藏林芝市巴宜区农田土壤动物群落组成Table 1Community structure of soil animal in farmland of bay area Linzhi city

2．2 西藏林芝市巴宜区不同耕作方式下群落结构

巴宜区土壤动物群落密度在不同月份和不同土地利用方式上也存在一定的差异。在草地土壤中，棘跳科(Onychiuridae)和前气门亚目(Prostigmata)为优势种群，分别所占该种土地利用方式所有种群总数的27．98%、20．73%。青稞土壤中，优势种群为线虫动物门(Nemata)、棘跳科(Onychiuridae)和真螨目(Acariformes)、前气门亚目(Prostigmata)，除线虫动物门(Nemata)外，其他均为节肢动物门(Arthropoda)，所占比例分别为16．79%、29．10%、12．31%和14．93%。玉米田中，棘跳科(Onychiuridae)和同翅目(Homoptera)均为优势种群，分别属于节肢动物门(Arthropoda)中的弾尾纲(Collembola)和昆虫纲(Insecta)，分别占玉米田土壤动物总数的51．80%和17．79%。在油菜田中，线虫动物门(Nemata)、棘跳科(Onychiuridae)和中气门亚目(Mesostigmata)为优势种群，所占比例分别为11．25 %、30%和11．25%。

表2 不同土地利用方式的优势种群Table 2Dominant populations of different land use patterns

对不同土地利用方式下的各优势种群(表2)，进行方差分析，得到表4。

由表3可以看出，在不同土地利用方式下各优势种群之间，在不同利用方式下的土壤动物之间差异极显著。

表3 各土地利用方式优势种群方差分析Table 3Variance analysis of dominant populations under different land use patterns

表4 不同月份不同土层农田土壤动物密度方差分析Table 4Analysis of variance of soil animal density of different soil layers in different months

2．3 西藏林芝市巴宜区土壤动物群落密度

2．3．1 不同月份不同土层农田土壤动物密度由图1可知，在5月中0～10 cm的土壤动物密度最大，6月10～20 cm的土壤动物密度最大，7月20～30 cm的土壤动物密度最大，8月0～10 cm的土壤动物密度最大，9月20～30 cm土壤动物密度最大，10月10～20 cm土壤动物密度最大，可以看出5月和8月为表聚型，6月和10月为中聚型，7月和9月为底聚型。由表4可知在不同月份间土壤动物密度差异显著(F=3．625872，F0．05=3．325835，F0．01= 5．636326，F0．01＞F＞F0．05)，不同深度间差异不显著(F=0．587004，F0．05=4．102821，F0．01=7．559432，F＜F0．05，F＜F0．01)。

2．3．2 不同土地耕作方式不同土层农田土壤动物密度由图2可知，草地土壤动物中0～10 cm的密度最大，青稞土壤动物中20～30 cm密度最大，玉米土壤动物中10～20 cm密度最大，油菜土壤动物中10～20 cm密度最大，由此可以得出，草地土壤动物为表聚型，玉米和油菜土壤动物为中聚型，青稞土壤动物为底聚型。由表5可知不同农田间(F=3．9084276，F0．05=4．7570627，F0．01=9．7795382，F＜F0．05，F＜F0．01))和不同深度间(F=0．3014736，F0．05=5．1432528，F0．01=10．924767，F＜F0．05，F＜F0．01)差异均不显著。

图1 不同月份不同土层土壤动物密度Fig．1Soil animal density of different soil layers in different months

图2 不同农田不同土层土壤动物密度变化Fig．2Soil animal density of different farmland in different soil layer

表5 不同农田不同土层农田土壤动物密度方差分析表Table 5Analysis of variance of soil animal density of different farmland in different soil layer

表6 不同土地利用方式种类与数量方差分析Table 6Variance analysis of species and quantity changes of soil animal of different land use patterns

2．4 西藏林芝市巴宜区不同土地利用方式下的土壤动物群落结构

2．4．1 不同利用方式和不同月份下土壤动物种类与数量的变化不同土地利用方式下的土壤动物群落种类和数量都存在差异，由图3可知，其中数量变化较大，种类变化较小，不同土地利用方式下种类与数量的方差分析表明种类与数量间差异不显著(F =0．9639，F0．01=99，F0．05=19，F＜F0．05)，不同土地利用方式之间差异显著(F=35．7423，F0．01=98．5025，F0．05=18．5128，F0．01＜F＜F0．05)，如表6所示。

图3 不同土地利用方式下土壤动物种类与数量变化Fig．3Species and quantity changes of soil animal of Different land use patterns

不同月份下土壤动物群落种类与数量也存在差异，由图4可知种类和数量之间都存在差异，但种类之间变化较小，数量之间变化趋势较大，不同月份下种类和数量的方差分析表明种类与数量间差异不显著(F=1．0376，F0．01=15．9770，F0．05=6．3882，F＜F0．01，F＜F0．05)，月份之间差异极显著(F= 38．8683，F0．01=21．1977，F0．05=7．7086，F＞F0．01，F＞F0．05)，如表7所示。

2．4．2 西藏林芝市巴宜区不同耕作方式下土壤动物多样性特征比较选择使用Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数反映八一镇不同土地利用方式下土壤动物群落结构多样性特征(表8)。由表8可知，Simpson优势度指数D(油菜)＞D(草地)＞D(青稞)＞D(玉米);Shannon-Wiener多样性指数H(草地)＞H(油菜)＞H(青稞)＞H(玉米); Pielou均匀度指数E(油菜)＞E(草地)＞E(青稞)＞E(玉米)。

由表9可知，在Sorensen相似性系数中，草地－青稞、草地－油菜和玉米－油菜为中等相似，草地－玉米、青稞－玉米和青稞－油菜为中等不相似，且由表10可以看出Sorensen相似性系数低于Morisita-Horn系数，说明八一镇土壤动物群落常见类群和稀有类群的种类构成和数量随季节变化相对较大，优势类群的种类构成和数量变化较小，Sorensen和Morisita-Horn相似性分析表明，在八一镇的土壤动物群落组成受土地不同利用方式的影响，不同土地利用方式对土壤动物的物种丰富度影响较大。

图4 不同月份种类与数量变化Fig．4Species and quantity changes of different months

表7 不同月份种类与数量方差分析Table 7Variance analysis of species and quantity changes of different months

表8 不同土地利用方式下土壤动物群落多样性特征Table 8Community diversity of soil animals of under different land use patterns

表9 不同土地利用方式之间相似性比较Table 9Similarity comparison between different land use patterns

3 结论

共捕获到872只，隶属于4门12纲30目，共计50种，节肢动物门(Arthropoda)是西藏林芝市巴宜区土壤动物群落的主要组成部分，在土壤动物群落的结构起着决定性的作用，在生态系统中起着非常重要的作用，都是不可或缺的重要组成部分。在调查中每次都出现的类群有线虫动物门(Nematoda)、棘跳科(Onychiuridae)、前气门亚目(Prostigmata)、双翅目(Diptera)和蚁科(Formicidae)，除线虫动物门外，其它均为节肢动物门;出现5次的有2种，分别是中气门亚目(Mesostigmate)和鞘翅目(Coleoptera);出现4次的有5种，分别为圆科(Sminthuridae)虫属(Podura)、蜘蛛目(Araneae)、等翅目(Isoptera)和同翅目(Homoptera);出现3次的有3种，为仙女虫科(Naididae)、原尾纲(Protura)和鳞翅目(Lepidoptera);出现2次得有6种，分别为等节科(Isotomidae)、古蚖目(Eosentomata)、棒亚目(Rhabdura)、盲蛛目(Opiliones)、革翅目(Dermaptera)和缨翅目(Thysanoptera);出现1次的有29种，由此可以看出，在不同月份和不同土地利用方式的影响下，由于受到环境因素和人为因素的影响，土壤动物群落结构和组成具有明显的变化，同时也反映出稀有类群和常见类群具有各自的季节和生活方式特征。

在Sorensen相似性系数中，草地－青稞、草地－油菜和玉米－油菜为中等相似，草地－玉米、青稞－玉米和青稞－油菜为中等不相似，Sorensen相似性系数低于Morisita-Horn系数，表明西藏林芝市农田土壤动物群落常见类群和稀有类群的结构及数量随季节变化较大，优势类群的种类构成和数量变化较小。不同土地利用方式对土壤动物的物种丰富度影响较大。

4 讨论

Connell和Slatyer［18］认为决定土壤动物分布的主要因子是植被结构和土壤理化性质，而影响土壤季节动态的主要因子则是土壤温度和土壤湿度。温度太高、太低都不利于土壤动物的生长和发育［19］。在六次调查中土壤动物的总数量变化为N(7月)＞N(10月)＞N(9月)＞N(5月)＞N(6月)＞N(8月)，经方差分析表明，不同月份土壤动物密度和数量差异均为极显著。温度的变化会影响植物的生长发育和生理生化变化，进而影响土壤的结构和环境，对土壤动物的生长发育造成很大影响。在林芝市巴宜区丽腹弓角鳃金龟为主要地下害虫，5月土壤中该昆虫处于幼虫(蛴螬)期，6月开始羽化为成虫，使土壤动物总量在6月有所下降，在7月土壤动物总量上升的主要原因是部分鞘翅目(Coleoptera)或其它昆虫的成虫所产卵，经过孵化，已经发育为幼虫，致使总量有较大的增加［20］。在8月，由于作物已处于成熟期，多数幼虫由幼虫发育为成虫，转为地上为害，而且8月是西藏林芝市气温最高时期，是土壤动物数量减少的主要原因，9月作物已处于收获时期，温度降低，幼虫数量增加，导致土壤动物总数增加，10月气温相对较低，土壤动物数量相对9月没有太大变化［2］。

通过方差分析和相关相似性系数的对比分析，西藏林芝市不同土地的利用方式对土壤动物群落结构和个体数量影响较大，差异显著，存在明显的不均匀分布。地上植物是地下土壤动物的主要食物来源，在生态系统中地上与地下部直接相连，在自上而下的调控过程中，地上部植物的变化也会对土壤动物群落的结构和特征造成显著影响［21－23］。

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(责任编辑 陈虹)

Effects of Different Tillage Methods Linzhi City on Community Characteristics of Soil Fauna

ZHAI Yun-xia1，ZANG Jian-cheng1，2*，SU Cheng1
(1．Xizang Agriculture and Animal Husbandry College，Department of Plant Technology，Tibet Linzhi 860000，China;2．Lab of Resource and Applied Insecst in Tibet Plateau，Tibet Linzhi 860000，China)

To examine the community structure and diversity of soil animal in different tillage method soil of Linzhi city，five-point sampling method was used to gather soil samples of barley，corn，rape and grassland per 10 cm×10 cm and to separate and capture soil animal by modified Tullgren funnal．The results showed that from May to October in 2015，872 individuals of soil animal，belonging to 4 phylums，12 classes，30 orders and 50 species in total，were captured，of which species in the arthropoda(85．68%of the total individuals)and nematoda(9．51%of the total individuals)constitute the dominant group of soil animals．The Simpson dominance index was in order of D(rape)＞D(grassland)＞D(barley)＞D(corn)，the Shannon-Wiener diversity index H(grassland)＞H(rape)＞H(barley)＞(corn)，and E (rape)＞E(grassland)＞E(barley)＞E(corn)for the Pielou index．In Sorensen similarity coefficient，meadow-barley，meadow-canola and corn-canola were moderately similar，meadow-corn，barley-corn and barley-rapeseed were moderately dissimilar，and Sorensen similarity coefficient was lower than Morisita-Horn coefficients．It was concluded that the composition and quantity of soil animal largely varied in different seasons，but the structure and quantity of dominant species group had less change in different soils of Linzhi city;The different tillage method soil had a large effect on species richness by using Sorensen and Morisita-Horn index similarity analysis．

Different tillage methods;Soil animal;Community structure;Linzhi

S604+．6

A

1001－4829(2017)1－0141－07

10．16213/j．cnki．scjas．2017．1．025

2016－01－20

国家自然科学基金(41561054);西藏自治区地区自然科学基金(2015ZR-13-26);2013大学生创新实验项目

翟云霞(1991－)，男，从事植物保护研究，*为通讯作者:臧建成(1977－)，男，副教授，主要从事农林害虫防治及昆虫生态学、土壤动物研究，E-mail:zangjc2008@163．com。