銅尾礦復(fù)墾地中小型土壤動(dòng)物遷移研究.pdf

1、土壤動(dòng)物作為生活在陸地生態(tài)系統(tǒng)里數(shù)量可觀的重要組成，對(duì)于維持其棲息地生態(tài)系統(tǒng)功能起著極為重要的作用，是促進(jìn)土壤發(fā)育最活躍的因素，在土壤發(fā)育過(guò)程中促進(jìn)團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的形成。目前學(xué)者集中在對(duì)礦區(qū)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)、多樣性以及恢復(fù)重建，但這些研究主要涉及礦區(qū)土壤動(dòng)物基礎(chǔ)研究和對(duì)礦區(qū)環(huán)境的響應(yīng)上，而有關(guān)礦區(qū)廢棄地中土壤動(dòng)物的遷居此方面的研究甚少?；诖?，本文通過(guò)在對(duì)銅陵市鳳凰山林沖尾礦地外圍模擬礦區(qū)的微型生態(tài)系統(tǒng)，分別于不同時(shí)間段進(jìn)行采樣，分析中小型土

2、壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)演替、土壤理化性質(zhì)的變化、土壤環(huán)境因素對(duì)中小型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響以及土壤動(dòng)物的遷移，深入剖析不同生態(tài)系統(tǒng)下隨著時(shí)間的推移，微型生境中中小型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的形成、穩(wěn)定和生物多樣性，及更深入地了解在礦區(qū)土壤基質(zhì)上外圍自然生境中小型土壤動(dòng)物的侵入、定居及群聚，以期為礦區(qū)廢棄地環(huán)境下土壤動(dòng)物的定殖，群落組成在一定方向上有順序的變化研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)為礦區(qū)獨(dú)特生境下土壤動(dòng)物的修復(fù)機(jī)理提供借鑒。
　　本研究主要內(nèi)容包括

3、：⑴野外模擬試驗(yàn)地共捕獲土壤動(dòng)物2339只，隸屬于3門(mén)11綱15目7亞目。T1時(shí)間段的優(yōu)勢(shì)類群為等節(jié)跳科（22.16％）和真螨目（42.78%），常見(jiàn)類群為鼻螱科和蠋蟲(chóng)戔科、跳蟲(chóng)科、線蟲(chóng)綱、毛角蝽科、長(zhǎng)角長(zhǎng)跳科、蟻科、木螱科。T2時(shí)間段的優(yōu)勢(shì)類群為真螨目（44.03%）和等節(jié)跳科（21.86%），常見(jiàn)類群為跳蟲(chóng)科、猛蟻亞科、薪甲科、葉甲科、盤(pán)甲科、蕈蚊科、幺蚣科、線蟲(chóng)綱。T3時(shí)間段的優(yōu)勢(shì)類群為真螨目（52.48%）和線蟲(chóng)綱（17.73%

4、），常見(jiàn)類群為等節(jié)跳科、盤(pán)甲科、葉甲科、鼠婦蟲(chóng)科、尖眼蕈蚊科和幺蚣科。T4時(shí)間段的優(yōu)勢(shì)類群為真螨目（43.55%）和線蟲(chóng)綱（36.39%），常見(jiàn)類群主要有尖眼蕈蚊科、等節(jié)跳科、象甲科和葉甲科。銅尾礦復(fù)墾地外圍灌叢地、林地微型生境試驗(yàn)地與外圍對(duì)照樣多樣性指數(shù)、均勻性指數(shù)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)在4個(gè)處理時(shí)間段下變化不大，而豐富度指數(shù)變化較大。各指數(shù)在灌叢地試驗(yàn)地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和林地試驗(yàn)地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之間均無(wú)較為顯著差異（P＞0.05），均勻性指數(shù)在外圍自然

5、生境灌叢地和林地之間存在顯著差異（P＜0.05）。相似系數(shù)S表明銅尾礦復(fù)墾地不同處理方式下中小型土壤動(dòng)物群落的相似程度較高，灌叢地試驗(yàn)地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之間土壤動(dòng)物相似性系數(shù)變化不大，而林地試驗(yàn)地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之間土壤動(dòng)物相似性系數(shù)變化較大。土壤動(dòng)物群落的個(gè)體數(shù)量冬季捕獲數(shù)量較少，春季捕獲數(shù)量較多；冬季捕獲的土壤動(dòng)物群落類群數(shù)較少。⑵在T1時(shí)間處理下，等節(jié)跳科數(shù)量與土壤容重呈極顯著正相關(guān)（r=0.912），同時(shí)與植被覆蓋度（r=0.710）呈顯著

6、正相關(guān)，土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)與土壤容重呈顯著正相關(guān)（r=0.727）。在T2時(shí)間處理下，等節(jié)跳科數(shù)量與植被覆蓋度（r=0.804）呈顯著正相關(guān)，土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)與土壤容重呈顯著正相關(guān)（r=0.727），土壤動(dòng)物類群數(shù)與堿解氮（r=0.729）、有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān)（r=0.772）。在T3時(shí)間處理下，線蟲(chóng)綱數(shù)量與pH值呈顯著負(fù)相關(guān)（r=﹣0.711），而與堿解氮呈顯著正相關(guān)（r=0.827）。在T4時(shí)間處理下，等節(jié)跳科數(shù)量與有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān)（r

7、=0.800）。等節(jié)跳科作為優(yōu)勢(shì)物種，其喜好陰涼潮濕的生境，尤其喜好生活在有機(jī)質(zhì)含量較為豐富的土壤中，因此植被茂盛、郁閉度高、有機(jī)質(zhì)含量高的土壤環(huán)境為等節(jié)跳科的遷移提供了很好的生存環(huán)境。⑶經(jīng)過(guò)335d的試驗(yàn)，隨著灌叢地試驗(yàn)地條件改善，土壤動(dòng)物物種數(shù)和豐度均在增加。蟻科擴(kuò)散能力較強(qiáng)，最早遷入試驗(yàn)地，但試驗(yàn)地土壤較為貧瘠，不能夠?yàn)橄伩频纳嫣峁┓€(wěn)定的環(huán)境，隨后又遷出試驗(yàn)地。經(jīng)過(guò)335d試驗(yàn)后，灌叢地試驗(yàn)地Ⅰ中真螨目和等節(jié)跳科作為先鋒優(yōu)勢(shì)類群

8、開(kāi)始在銅尾礦復(fù)墾地土壤中定居，灌叢地試驗(yàn)地Ⅱ中真螨目、等節(jié)跳科和線蟲(chóng)綱作為先鋒優(yōu)勢(shì)類群定居下來(lái)。與灌叢地試驗(yàn)地Ⅰ、Ⅱ相比，灌叢地試驗(yàn)地Ⅲ前三個(gè)月遷入新物種有唇足綱和綜合綱，其身體多足，一般行動(dòng)迅速，但體形細(xì)小表面積大，對(duì)土壤濕度要求較大，定殖需要的時(shí)間較長(zhǎng)。⑷最早遷入林地三個(gè)試驗(yàn)地的土壤動(dòng)物類群與灌叢地試驗(yàn)地類似，真螨目、等節(jié)跳科和線蟲(chóng)綱作為先鋒優(yōu)勢(shì)物種迅速遷入，特別是真螨目數(shù)量可觀。隨著試驗(yàn)時(shí)間推移，遷入的土壤動(dòng)物種群逐漸減少，真螨目

9、和線蟲(chóng)綱成功在試驗(yàn)地定居繁殖。馬陸在林地樣地出現(xiàn)較多，馬陸與蚯蚓相似，定殖需要較長(zhǎng)的時(shí)間，食物（樹(shù)種、凋落物）的質(zhì)量直接影響馬陸種群的定殖和發(fā)展。林地試驗(yàn)地Ⅲ遷入土壤動(dòng)物種群偶見(jiàn)鱗翅目幼蟲(chóng)蝙蝠蛾科，其卵隨水流遷入試驗(yàn)地，之后幼蟲(chóng)化為成蟲(chóng)遷出試驗(yàn)地。與灌叢地樣地遷移變化類似，在前三個(gè)月時(shí)間里，遷入林地試驗(yàn)地的土壤動(dòng)物種群較多，但隨著試驗(yàn)時(shí)間的推移，不停有種群遷出，同時(shí)又有新的種群遷入。⑸鞘翅目食性廣泛，成蟲(chóng)身體較為堅(jiān)硬，適應(yīng)性很強(qiáng)，幼蟲(chóng)具

10、有不同形態(tài)。蜚蠊目在試驗(yàn)前三個(gè)月首次遷入，隨即又遷出，蜚蠊目喜晝伏夜出，喜居住洞穴內(nèi)，大都為群居生活，主要是通過(guò)積極運(yùn)動(dòng)，多數(shù)種類不善于跳躍，但行走迅速。在銅尾礦復(fù)墾地試驗(yàn)地，土質(zhì)較為疏松不利于蜚蠊目的生存。等翅目生活棲息環(huán)境較為隱蔽，因此懼光大部分生命活動(dòng)都是在黑暗中進(jìn)行，不暴露于外。試驗(yàn)地作為新的生存環(huán)境對(duì)等翅目的遷居還需要更長(zhǎng)的時(shí)間。奇蝽科生活方式多樣，真正土棲的類群很少，且有群飛習(xí)性，因此試驗(yàn)地早期發(fā)現(xiàn)有個(gè)別遷入但隨后又遷出。唇

11、足綱如蜈蚣，影響這些土壤動(dòng)物遷移的因素主要有周圍動(dòng)物區(qū)系，自身的遷移擴(kuò)散能力和特定的生活策略，早期遷移的中小型節(jié)肢動(dòng)物為后來(lái)遷移進(jìn)入礦區(qū)的蜈蚣提供了食物來(lái)源，隨著試驗(yàn)時(shí)間的推移，唇足綱遷出試驗(yàn)地。物種有著不同的生活策略，如膜翅目的單性生殖，要求它們迅速遷移到新的生境。試驗(yàn)中捕獲的蚯蚓為偶見(jiàn)種且均為幼蟲(chóng)，數(shù)量稀少，蚯蚓遷移時(shí)間較長(zhǎng)，定殖則需要更長(zhǎng)時(shí)間。銅尾礦復(fù)墾地土壤對(duì)于蚯蚓來(lái)說(shuō)條件惡劣,土壤表層缺乏有機(jī)質(zhì)，土壤保水和通氣性較差，重金屬含