甘肃民勤连古城国家级自然保护区不同生境土壤动物群落的组成及多样性

蔡海 申海香 龚建军 王森山

摘要：以民勤连古城国家级自然保护区4个不同生境为研究对象，于6月对荒漠土壤动物进行了收集，共收集获得12个类群2349只土壤动物个体，优势类群整体以鞘翅目、蚁科、蜘蛛类群为主。探讨了荒漠生态系统土壤动物的群落组成、多样性及其群落相似性。结果表明：植被类型和生境土壤环境条件是决定土壤动物群落组成、多样性、相似性的重要因素。试验结果可为荒漠生态系统土壤动物生态学的研究打下一些基础，为保护区的健康评价提供一定的科学支撑。

关键词：荒漠生态系统;土壤动物群落组成;类群;多样性分析

中图分类号：S154 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0014-04

1引言

土壤动物有广义和狭义之分，广义的土壤动物是指经常或暂时栖息在（包括大型植物残体在内）土壤环境中，并且在那里进行某些活动的动物类群;狭义的土壤动物仅指一生都在土壤中生活的种类，如蚯蚓、蜘蛛、多足类、甲壳类、软体动物、昆虫及其跳虫、螨类等中的某些类群和线蚓、线虫等小型湿生动物以及原生动物等中的某些类群。土壤动物虽然个体小，但数量巨大，是陆地生态系统的重要组成部分，对于生态系统物质循环和能量的流通有非常重要的作用。

近年来，由于各种先进仪器和分析方法的出现和完善，使土壤动物的研究提升到了新的高度，内容涉及到土壤动物与微生物的相互作用，土壤动物与环境污染的关系，一些学者还将土壤动物的研究范围由森林拓展到草原、农田、城市等生态系统。其中荒漠生态系统土壤动物的研究，相对森林、农田、草地、湿地生态系统而言起步较晚，而且研究的深度和广度也不及他们。特别是缺乏对于干旱荒漠生态系统土壤动物多样性研究及对于全球气候变化响应的长期定性研究。本研究以甘肃民勤连古城国家级自然保护区不同生境为研究对象，调查了荒漠土壤动物群落的物种组成、多样性及其相似性。研究结果可以作为甘肃省民勤连古城国家级自然保护区土壤动物群落组成特征方面的资料，也可作为荒漠生态系统健康评价的科学依据。

2材料与方法

2.1研究区概况

甘肃民勤连古城自然保护区位于甘肃省民勤县境内的荒漠区域内，地理位置在北纬38°1008”～39°0910"，东经103°3000”～103°5740”。南北长约90km，东西宽约6.5～125km不等，以民武路为界，保护区分西北半区和东南半区。保护区东北被腾格里沙漠包围，西北有巴丹吉林沙漠环绕，中部由石羊河冲积湖积成狭长而平坦的绿洲带，地理位置具有极其重要的战略意义。面积为389882.5hm2，占民勤国土面积的1/4，是全国面积最大的荒漠生态类型国家级自然保护区。

甘肃民勤连古城国家级自然保护区属温带大陆性干旱气候区，极端低温-27.3℃，极端高温39.5℃，平均日差14℃;年降水量110mm，80%集中于夏秋，相对湿度45%、无霜期137d，最大冻土深度105cm，大风日数40d，风砂日数130d。

在保护区内，按照不同生境类型，选取4块有代表性的样地。分别是：石羊河林业总场双墩子治理综合示范区（SDZ）;勤锋保护站小茨墩护林站（QF）;苏武山国家级公益林邓岔站（DC）;南湖乡保护站（NH），样地概况见表1。

2.2调查方法及样品分类鉴定

本试验中采用国际通用的陷阱法来调查地面土壤动物群落的数量。在保护区中，随机选取50m×100m的小区作为土壤动物调查样区，在样区内设置4条平行的样线（间距10m），每条样线等距离布设陷阱收集器6个（间距15m），共计24个。收集器为高10cm、直径8.5cm、容积为500mL的塑料罐子，向瓶中加人浓度为3%的福尔马林溶液，数量为瓶高的1/2，最后将瓶子埋入土中，瓶口与地面齐平。为了确定地面土壤动物群落的结构，根据研究区的气候特征，确定在土壤动物比较活跃的6月对土壤动物群落进行调查，5月底提前布好样点，6月中旬收集样。

所获得的土壤动物在实验室依据《中国土壤动物检索图鉴》、《辽宁甲虫原色图鉴》、《宁夏草原昆虫原色图鉴》及其他分类书籍，用体视解剖镜（Motic K-400L）和立体显微镜（Leica）进行分类、鉴定。由于分类的困难，大型土壤动物鉴定到目或科，中小型土壤动物鉴定到纲或目。因土壤动物成虫和幼虫的生活习性差异较大，所以将成虫和幼虫分开统计数量。

2.3多样性分析参数

根据不同土壤动物类群在群落总个体数中所占比例多少将其划分为优势类群（占群落总个体数的10%以上）、常见类群（介于1%～10%之间）和稀有类群（<1%）。

式中，s为类群总数，P，为物种i所占的比例ni/N，ni为第i类群的个体数，N为群落总个体数。

Jaccard相似性系数公式：q=c/（a+b-c）式中a为A群落类群数，b为B群落类群数，c为两群落共有的类群数，对4个样地的土壤动物群落的相似性进行测定。根据Jaceard相似性系数原理，当相似系数为0～0.25时，为极不相似;当为0.26～0.50时，为中等不相似;当为0.51-0.75时，为中等相似;当为0.76～1.0时，为极相似。

3结果与分析

3.1 不同样点土壤动物群落组成与数量统计

在双墩子治理综合示范区收集获得土壤动物9个类群461头。通过表2分析得出：该地的优势类群为谢氏宽漠甲、尖尾东鳖甲，占总采集量的91.97%;常见类群有砚王，占总采集量的5.64%;其余为稀有类群，占总采集量的2.39%。

在小茨墩护林站收集获得土壤动物9个类群638只。通过表3分析得出：该地的优势类群为砚王、谢氏宽漠甲、尖尾东鳖甲、蚁科，占总采集量的88.09%;常见类群为蜘蛛类群，占总采集量的9.09%;其余为稀有类群，占总采集量的2.82%。

在邓岔站收集获得土壤动物8个类群792只。通过表4分析得出：该地的优势类群为蚁科，占总采集量的83.59%;常见类群为卵蛹类群、谢氏宽漠甲、尖尾東鳖甲、蜘蛛类群、短翅伪葬布甲、厚花天牛，占总采集量的16.03%;稀有类群为砚王，占总采集量的0.38%。