铜陵市横冲流域土壤质量动物学指标研究

摘要

土壤不仅为人类提供了生存所需物质基础，也是人类最早开发与利用的生产资料。土壤质量在维护土壤可持续生产力和土壤—植物—动物—人类食物链安全健康中具有重要作用，是土壤各种功能的综合体现。在土壤质量评价研究中，一直着力于研究以土壤的理化性质指标为土壤质量的主要指标，近年来生物学研究指标得到了很大的重视。土壤动物是土壤生物类群中的重要的组分，具有重要的生态地位，在维持着土壤生态结构的稳定和物质能量循环方面起着必不可缺少的作用。土壤动物学指标定量化研究并筛选土壤动物指标，阐明土壤质量的生产、生态与环境的内涵，揭示土壤动物和土壤质量的定量关系，有利于更全面的评价土壤质量和土壤健康状况，而且对土壤环境和生态系统的深化研究具有理论意义，对土壤环境和生态系统的维护和管理提供土壤动物学的理论依据。本次研究成果如下所示： （1）横冲流域土壤动物组成。本次研究共捕获土壤动物5691头，隶属4门11纲15目。优势类群有2种，线虫纲（66.86%）与膜翅目（10.543%）线虫纲数量繁多、广泛分布在研究区各样点中，以其通体透明，对外界环境变化反映灵敏的特性，常作为环境指示生物，研究区不同土地利用方式下线虫纲均作为优势类群；常见类群有8种，分别是鞘翅目幼虫（3.549%）、鞘翅目成虫（4.41%）、蜘蛛目（3.549%）、双翅目幼虫（1.898%）、等足目（1.019%）、双尾目（1.177%）、蜱螨目（4.094%）、寡毛纲（1.002%）；其余10种为稀有类群，分别为：弹尾目（0.123%）、拟蝎目（0.11%）、蜚蠊目（0.05%）、半翅目（0.01%）、革翅目（0.08%）、鳞翅目幼虫（0.23%）、蜈蚣目（0.89%）、倍足纲（0.35%）、综合纲（0.01%）、腹足纲（0.01%）。 （2）土壤动物群落结构在不同土地利用方式下存在差异。在0-5cm土层中，土壤动物类群数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、密度—类群指数、节肢动物群落Shannon-Wiener多样性指数、节肢动物群落Margalef丰富度指数、节肢动物群落密度—类群指数均为生态抚育林＞人工林＞旱地，并且样地间存在显著差异(P＜0.05)；个体总数为旱地＞生态抚育林＞人工林各样地间并未存在显著性差异；Pielou均匀性指数人工林＞生态抚育林＞旱地样地间存在显著差异(P＜0.05)；Simpson优势度指数、节肢动物群落Simpson优势度指数旱地＞人工林＞生态抚育林样地存在显著差异(P＜0.05)。在0-10cm土层中土壤动物类群数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀性指数、Margalef丰富度指数、密度—类群指数、节肢动物群落Shannon-Wiener多样性指数、节肢动物群落Margalef丰富度指数、节肢动物群落密度—类群指数均为生态抚育林＞人工林＞旱地，并且样地间存在显著差异(P＜0.05)；个体总数为旱地＞生态抚育林＞人工林各样地间存在显著性差异(P＜0.05)；Simpson优势度指数、节肢动物群落Pielou均匀性指数人工林＞生态抚育林＞旱地样地间存在显著差异(P＜0.05)；节肢动物群落Simpson优势度指数旱地＞人工林＞生态抚育林样地存在显著差异(P＜0.05)。 （3）横冲水库汇水流域不同土地利用方式下土壤质量主成分分析和动物指标多元回归分析结果。生态抚育林主要为硬阔类树种，土壤质量得分通过对pH、含水量、容重、电导率、碱解氮、速效钾、有机质和有效磷等8个环境因子进行主成分分析，计算得出各样点的综合得分。在生态林0-5cm土层中，主成分分析累积贡献率为75.988%，多元回归结果表明：个体总数、密度—类群指数是对土壤质量综合得分的总影响达到62.5%以上，最优的土壤动物指标是土壤动物个体总数；在生态林0-10cm土层中，主成分分析累积贡献率为77.511%，多元回归结果表明：密度—类群指数、节肢动物群落Shannon-Wiener多样性指数是对土壤质量综合得分的总影响达到71.7%以上，密度—类群指数为最优动物指标。 研究区人工林优势树种为杉木林，通过对pH、含水量、容重、电导率、碱解氮、速效钾、有机质和有效磷等8个环境因子进行主成分分析，人工林0-5cm土层主成分分析，累积贡献率为90.357%，多元回归结果表明：个体总数、密度—类群指数、节肢动物群落Shannon-Wiener多样性指数是对土壤质量综合得分的总影响达到72.7%以上，最优的土壤动物指标是密度—类群指数；在人工林0-10cm土层中，主成分分析累积贡献率为90.99%，多元回归结果表明：密度—类群指数、节肢动物群落密度—类群指数是对土壤质量综合得分的总影响达到63.7%以上，密度—类群指数为最优动物指标。 横冲水库汇水流域旱地通过对地形坡度、地表岩石露头度、有效土层厚度、表层土壤质地、土壤有机质含量、pH值和灌溉保证率7个环境因子进行主成分分析，旱地0-5cm层累积贡献率为72.164%；旱地0-10cm土层累积贡献率为71.731%。旱地0-5cm土层与0-10cm土层土壤动物学指标与土壤质量综合得分多元回归分析未筛选出符合方程的指标。

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