季節(jié)性雪被對高山林線交錯帶凋落物分解過程中中小型土壤動物多樣性的影響.pdf

1、土壤動物不僅是生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分，而且是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的積極參與者。高山林線交錯帶擁有比相鄰系統(tǒng)更高的生境復雜性和物種多樣性，是全球氣候變化的敏感區(qū)域。季節(jié)性雪被是高緯度和高海拔地區(qū)普遍存在的氣候特征?，F(xiàn)在關(guān)鍵的科學問題是:受季節(jié)性雪被和凍融循環(huán)的影響，高山林線交錯帶凋落物分解中的土壤動物群落是否發(fā)生顯著變化？如何變化？對凋落物的分解的影響是否顯著？雪被期和生長季節(jié)土壤動物群落間有何聯(lián)系？同時，全球變暖季節(jié)性雪被改變將如

2、何影響高山林線交錯區(qū)凋落物分解以及分解過程中的土壤動物群落結(jié)構(gòu)，迄今缺乏深入的研究，這限制了人們對高山林線交錯帶土壤生態(tài)過程的深入了解。
　　川西亞高山林線交錯帶作為中緯度高海拔地區(qū)最具代表性的高寒生態(tài)交錯帶，季節(jié)性雪被覆蓋的時間一般為5～6個月，氣候垂直分異明顯，是研究全球變暖情景下冬季土壤生態(tài)學過程的理想科研場所。本研究采用凋落物分解袋的方法，以川西高山林線交錯帶12種代表性植物:錦絲蘚Actinothuidium hooke

3、ri、高山冷蕨Cystopteris moupinensis、柳蘭Epilobium angustifolium、康定柳Salix paraplesia、紅毛花楸Sorbus rufopilosa、高山杜鵑Rhododendron lapponicum、糙野青茅Deyeuxiascabrescens、圓葉筋骨Ajuga ovalifolia、藏羊茅Festuca wallichanica、冷地早熟禾Poa crymophila、草甸馬先

4、蒿Pedicularis roylei、草血竭Polygonum paleaceum凋落葉作為研究對象，分別在不同海拔梯度上(3900m、4000m、4200m)，研究了兩個季節(jié)性雪被期末和生長季期末(2012-10-30～2014-11-04)凋落物分解袋內(nèi)的土壤動物群落結(jié)構(gòu)和凋落葉質(zhì)量損失，分析了植被變化和季節(jié)對凋落物分解過程中土壤動物的影響，同時分析了環(huán)境因子（雪被、凍融頻次、溫度）與分解過程中土壤動物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的關(guān)系。這對

5、于深入了解高山林線交錯帶冬季土壤生態(tài)學過程及其與生長季節(jié)生態(tài)過程的相互聯(lián)系具有十分重要的意義。初步研究結(jié)論如下:
　　研究期間，共捕獲土壤動物15052只，雪被期末7533只，生長季期末7519只，隸屬1門8綱16目82科。彈尾目和蜱螨目很多類群在雪被期和生長季節(jié)均存在，如跳蟲科、麗甲螨科等，凋落袋中捕獲的土壤動物類群密度和個體密度在生長季期末最高，類群數(shù)在林線上最豐富。每個海拔均有一些特有物種，如針葉林中的隱顎螨科，高山林線上的

6、微離螨科、高山草甸上的穴螨科等。雖然生長季節(jié)水溫同步，植物生長繁茂，適合土壤動物的生存，但由于其活動性和遷徙性，凋落袋內(nèi)采集到的土壤動物個體數(shù)反而比雪被期末少14只。而雪被期在惡劣的生存環(huán)境下凋落袋內(nèi)提供了相對穩(wěn)定的環(huán)境，適合生存的類群減少了生存競爭，種群大量繁殖，在凋落袋中獲得的個體數(shù)反而較多。
　　蜱螨目和彈尾目是高山林線交錯帶主要的土壤動物類群，不同海拔蜱螨目和彈尾目的分布有較大的差異。在針葉林彈尾目數(shù)量最多，高山草甸上以蜱

7、螨目為優(yōu)勢類群。隨著凋落物的分解，凋落物袋內(nèi)土壤動物群落結(jié)構(gòu)也隨之變化，彈尾目隨著分解有個體數(shù)有增長的趨勢，類群數(shù)減少。不同基質(zhì)的凋落物分解速率不同，葉片的厚薄、軟硬、是否具有革質(zhì)顯著影響凋落葉的分解速率，凋落物混合分解或促進或抑制凋落物的分解，土壤動物對不同凋落物基質(zhì)的響應也不同，導致土壤動物對分解的影響程度不同，如高山杜鵑凋落葉中土壤動物個體數(shù)相對較少。
　　不同季節(jié)不同海拔和不同凋落物中的土壤動物群落多樣性指數(shù)均有一定的差異

8、。相對而言，Shannon指數(shù)H'、Pielou指數(shù)J和Margalef指數(shù)D在生長季期末較雪被期期末高，雪被期末針葉林上較林線和草甸高，生長季期末林線上最大，Simpson指數(shù)C相反。
　　相關(guān)分析和CCA排序表明，季節(jié)性雪被、海拔梯度、溫度、凍融頻次、凋落物組成成分均顯著影響高山林線交錯帶凋落物分解中的土壤動物群落結(jié)構(gòu)，環(huán)境因子和土壤動物群落結(jié)構(gòu)均影響凋落物的分解。多元回歸分析進一步表明，高山林線交錯帶凋落物的分解主要受季節(jié)性

9、雪被、凍融頻次、溫度等環(huán)境因子的影響，幾個環(huán)境因子共同解釋凋落物質(zhì)量損失率變異的42.6％，土壤動物因子能夠解釋凋落物質(zhì)量損失率變異的5.0％，它們共同解釋凋落物質(zhì)量損失率的44.9％。凍融頻次、海拔梯度、季節(jié)性雪被、溫度等環(huán)境因子是高山林線交錯帶凋落物分解的關(guān)鍵因子，土壤動物對高山林線交錯帶凋落物分解的影響較環(huán)境因子薄弱。
　　綜上所述，季節(jié)性雪被對高山生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動具有重要影響，是高山地區(qū)重要的環(huán)境因子。積雪和融雪