帽儿山森林土壤动物群落生态地理研究

摘要

土壤动物是土壤生态系统的重要组成部分，其通过生存、活动和摄食行为调节土壤水、肥、气、热和理化性质，并在土壤生态系统物质循环和能量流动中发挥重要作用。此外，土壤动物作为土壤中比较稳定的环境因子，能够很好的表征土壤环境的变化。黑龙江省尚志市帽儿山位于东北东部山地张广才岭余脉，本文对东北林业大学帽儿山森林生态系统定位研究站3种典型森林群落土壤动物群落结构特征和功能类群进行研究。土壤动物生态地理研究不仅具有理论意义，而且在理解东北地区土壤动物区系组成、生态地理分布规律与土壤动物在生态系统中的功能等方面具有现实意义。本研究于2012年5月至10月对帽儿山红松人工林、硬阔叶林和蒙古栎林3种典型森林群落的土壤动物进行取样。研究内容包括土壤动物类群组成和密度、群落结构指标时空动态以及功能类群划分，并分析土壤动物与土壤环境因子的关系。通过研究，共获得大型土壤动物共获得大型土壤动物3604只，隶属于3门6纲17目50科，平均密度29.66只/m2；其中正蚓科、线蚓科和石蜈蚣目为优势类群，常见类群11类。共获得中小型土壤动物10类、70541只，隶属于1门2纲3目10科（亚目），平均密度44375.88只/m2；优势类群为甲螨亚目、等节跳科和中气门亚目（Prostigmata），常见类群为为棘跳虫科、前气门亚目、长角跳科、拟亚跳亚科和圆跳虫科，占总个体数的8.34％。优势类群和常见类群共同决定群落总数量。
　　本研究表明：⑴水平分布上：大型土壤动物密度和生物量红松人工林最高，其次为硬阔叶林，蒙古栎林最少；类群数硬阔叶林最多，蒙古栎林最少；香农指数和丰富度指数均为蒙古栎林最高，红松人工林最低；优势度指数与两者相反；均匀度指数蒙古栎林最高，硬阔叶林最低。中小型土壤动物密度在水平方向上差异显著（P＜0.05），硬阔叶林密度最大；香农指数和均匀度指数最大值与优势度指数最小值出现在蒙古栎林；⑵垂直分布上：土壤动物个体密度、类群数及生物量（大型土壤动物）均差异显著（P＜0.001）。大型土壤动物个体密度表聚性明显；类群数红松人工林自凋落物层向下减少，硬阔叶林和蒙古栎林0—10 cm最多；生物量在0—10 cm土层最大；香农指数随深度增加而减小，优势度指数则相反。中小型土壤动物类群数和密度在不同林型均呈现明显表聚性；香农指数从凋落物层向下递减；⑶在时间变化上：大型土壤动物5月和10月个体密度和类群数较多，9月生物量最大；香农指数和优势度指数差异显著（P＜0.01），其他指数各月间无明显差异。中小型土壤动物密度在9月最多；红松人工林和硬阔叶林土壤动物类群数最大值出现在9月，而蒙古栎林7月类群数最大；香农指数、均匀度指数、优势度指数和丰富度指数在各月差异均显著（P＜0.01）。本文将大型土壤动物划分为腐食性、植食性、捕食性和杂食性4种功能类群，腐食性土壤动物的密度和生物量占绝对优势，腐食性土壤动物以正蚓科生物量最大，以功能类群作为群落的组成单位将简化研究土壤动物功能的工作。双变量相关分析表明：总有机碳含量与大型土壤动物类群数、个体密度及生物量显著正相关(P＜0.05)。中小型土壤动物个体密度与速效氮、速效钾、DOC和速效磷显著正相关(P＜0.05)；类群数与速效磷极显著正相关(P＜0.01)。典型对应分析结果表明，土壤动物与土壤环境因子关系密切。

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第一章 绪论

1.1 土壤动物的定义及分类

1.2 土壤动物研究简史

1.3 土壤动物研究现状

1.4 土壤动物群落结构特征

1.5 全球变化对土壤动物群落结构的影响

1.6本文研究的目的与意义

第二章 研究区自然概况和研究方法

2.1 研究区自然概况

2.2 研究方法

第三章 结果与分析

3.1 基于主成分分析的土壤动物类群和数量组成

3.2 基于方差分析的土壤动物群落结构

3.3 土壤动物多样性指数

3.4 基于方差分析的土壤动物功能类群

3.5 基于双变量相关分析和典范对应分析的土壤动物群落指标与土壤环境因子相关分析

第四章 讨论

4.1 土壤动物群落组成特征

4.2 土壤动物空间分布特征

4.3 土壤动物时间分布特征

4.4 土壤动物与土壤理化性质相关分析

4.5 各功能类群空间分布特征

4.6 各功能类群时间分布特征

第五章 结论

第六章 研究存在的不足

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢