銅尾礦復墾地中小型土壤動物遷移研究.pdf

1、土壤動物作為生活在陸地生態(tài)系統里數量可觀的重要組成，對于維持其棲息地生態(tài)系統功能起著極為重要的作用，是促進土壤發(fā)育最活躍的因素，在土壤發(fā)育過程中促進團聚結構的形成。目前學者集中在對礦區(qū)土壤動物群落結構、多樣性以及恢復重建，但這些研究主要涉及礦區(qū)土壤動物基礎研究和對礦區(qū)環(huán)境的響應上，而有關礦區(qū)廢棄地中土壤動物的遷居此方面的研究甚少。基于此，本文通過在對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，分別于不同時間段進行采樣，分析中小型土

2、壤動物群落結構演替、土壤理化性質的變化、土壤環(huán)境因素對中小型土壤動物群落結構的影響以及土壤動物的遷移，深入剖析不同生態(tài)系統下隨著時間的推移，微型生境中中小型土壤動物群落結構的形成、穩(wěn)定和生物多樣性，及更深入地了解在礦區(qū)土壤基質上外圍自然生境中小型土壤動物的侵入、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數據，同時為礦區(qū)獨特生境下土壤動物的修復機理提供借鑒。
　　本研究主要內容包括

3、：⑴野外模擬試驗地共捕獲土壤動物2339只，隸屬于3門11綱15目7亞目。T1時間段的優(yōu)勢類群為等節(jié)跳科（22.16％）和真螨目（42.78%），常見類群為鼻螱科和蠋蟲戔科、跳蟲科、線蟲綱、毛角蝽科、長角長跳科、蟻科、木螱科。T2時間段的優(yōu)勢類群為真螨目（44.03%）和等節(jié)跳科（21.86%），常見類群為跳蟲科、猛蟻亞科、薪甲科、葉甲科、盤甲科、蕈蚊科、幺蚣科、線蟲綱。T3時間段的優(yōu)勢類群為真螨目（52.48%）和線蟲綱（17.73%

4、），常見類群為等節(jié)跳科、盤甲科、葉甲科、鼠婦蟲科、尖眼蕈蚊科和幺蚣科。T4時間段的優(yōu)勢類群為真螨目（43.55%）和線蟲綱（36.39%），常見類群主要有尖眼蕈蚊科、等節(jié)跳科、象甲科和葉甲科。銅尾礦復墾地外圍灌叢地、林地微型生境試驗地與外圍對照樣多樣性指數、均勻性指數和優(yōu)勢度指數在4個處理時間段下變化不大，而豐富度指數變化較大。各指數在灌叢地試驗地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和林地試驗地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之間均無較為顯著差異（P＞0.05），均勻性指數在外圍自然

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

6、正相關，土壤動物個體數與土壤容重呈顯著正相關（r=0.727）。在T2時間處理下，等節(jié)跳科數量與植被覆蓋度（r=0.804）呈顯著正相關，土壤動物個體數與土壤容重呈顯著正相關（r=0.727），土壤動物類群數與堿解氮（r=0.729）、有機質呈顯著正相關（r=0.772）。在T3時間處理下，線蟲綱數量與pH值呈顯著負相關（r=﹣0.711），而與堿解氮呈顯著正相關（r=0.827）。在T4時間處理下，等節(jié)跳科數量與有機質呈顯著正相關（r

7、=0.800）。等節(jié)跳科作為優(yōu)勢物種，其喜好陰涼潮濕的生境，尤其喜好生活在有機質含量較為豐富的土壤中，因此植被茂盛、郁閉度高、有機質含量高的土壤環(huán)境為等節(jié)跳科的遷移提供了很好的生存環(huán)境。⑶經過335d的試驗，隨著灌叢地試驗地條件改善，土壤動物物種數和豐度均在增加。蟻科擴散能力較強，最早遷入試驗地，但試驗地土壤較為貧瘠，不能夠為蟻科的生存提供穩(wěn)定的環(huán)境，隨后又遷出試驗地。經過335d試驗后，灌叢地試驗地Ⅰ中真螨目和等節(jié)跳科作為先鋒優(yōu)勢類群

8、開始在銅尾礦復墾地土壤中定居，灌叢地試驗地Ⅱ中真螨目、等節(jié)跳科和線蟲綱作為先鋒優(yōu)勢類群定居下來。與灌叢地試驗地Ⅰ、Ⅱ相比，灌叢地試驗地Ⅲ前三個月遷入新物種有唇足綱和綜合綱，其身體多足，一般行動迅速，但體形細小表面積大，對土壤濕度要求較大，定殖需要的時間較長。⑷最早遷入林地三個試驗地的土壤動物類群與灌叢地試驗地類似，真螨目、等節(jié)跳科和線蟲綱作為先鋒優(yōu)勢物種迅速遷入，特別是真螨目數量可觀。隨著試驗時間推移，遷入的土壤動物種群逐漸減少，真螨目

9、和線蟲綱成功在試驗地定居繁殖。馬陸在林地樣地出現較多，馬陸與蚯蚓相似，定殖需要較長的時間，食物（樹種、凋落物）的質量直接影響馬陸種群的定殖和發(fā)展。林地試驗地Ⅲ遷入土壤動物種群偶見鱗翅目幼蟲蝙蝠蛾科，其卵隨水流遷入試驗地，之后幼蟲化為成蟲遷出試驗地。與灌叢地樣地遷移變化類似，在前三個月時間里，遷入林地試驗地的土壤動物種群較多，但隨著試驗時間的推移，不停有種群遷出，同時又有新的種群遷入。⑸鞘翅目食性廣泛，成蟲身體較為堅硬，適應性很強，幼蟲具

10、有不同形態(tài)。蜚蠊目在試驗前三個月首次遷入，隨即又遷出，蜚蠊目喜晝伏夜出，喜居住洞穴內，大都為群居生活，主要是通過積極運動，多數種類不善于跳躍，但行走迅速。在銅尾礦復墾地試驗地，土質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都是在黑暗中進行，不暴露于外。試驗地作為新的生存環(huán)境對等翅目的遷居還需要更長的時間。奇蝽科生活方式多樣，真正土棲的類群很少，且有群飛習性，因此試驗地早期發(fā)現有個別遷入但隨后又遷出。唇

11、足綱如蜈蚣，影響這些土壤動物遷移的因素主要有周圍動物區(qū)系，自身的遷移擴散能力和特定的生活策略，早期遷移的中小型節(jié)肢動物為后來遷移進入礦區(qū)的蜈蚣提供了食物來源，隨著試驗時間的推移，唇足綱遷出試驗地。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。試驗中捕獲的蚯蚓為偶見種且均為幼蟲，數量稀少，蚯蚓遷移時間較長，定殖則需要更長時間。銅尾礦復墾地土壤對于蚯蚓來說條件惡劣,土壤表層缺乏有機質，土壤保水和通氣性較差，重金屬含