土壤动物多样性调查研究

黑龙江帽儿山土壤动物多样性研究分析

王家俊 孙浩 姜环宇 李斌 郭宫德 董佳强 李娜 李彦楠 姜娇娇 方美琪

动科0802班 第四组

摘要 ：2010年6月16日-17日采用Tullgren干漏斗法对自然次生混交林，人工针叶林，人工混交林进行

了土壤动物多样性调查。共获得土壤动物712只，分属分属4纲7目6科。多样性指数因样地不同而不同，分别是人工混交林<自热次生混交林<人工针叶林，均匀度指数与多样性指数相同，优势度指数与多样性指数成反比。

关键词：土壤动物，群落，多样性，帽儿山，均匀度，优势度

引言

所谓“土壤动物”是指一段时间定期在土壤中度过，并对土壤有一定影响的动物。土壤动物的类群主要包括：原生动物们，扁形动物门，环节动物门，节肢动物门，脊椎动物门等。土壤动物是陆地生态系统的重要组成部分之一，它可以为土地提供养分，也参与自然界中的物质循环，在促进和保护植物群落的次生掩体和当地植物多样性的方面也发挥着重要的作用。本次研究以帽儿山各典型区域为对象，以土壤动物与环境之间的关系为基础，探讨土壤动物多样性及分布规律并提供相应的基础数据。

1. 研究区概况与方法

1.1研究地区概况

研究区位于黑龙江省尚志市帽儿山镇东北林业大学实验林场内的老爷岭森林生态定位站，N45°23'～～45°27'， E127°34'～127°40',海拔353~465M。该地区属于长白山支脉，张广岭西北部小岭的余脉。该区受欧亚大陆季风气候的影响，具有温带季风气候特征。土壤多发育在花岗岩上，地带性土壤为暗棕壤， 常见的类型有典型暗棕壤，潜育暗棕壤，白浆化暗棕壤和草甸暗棕壤；非地带性土壤有白浆土、草甸土、沼泽土等。帽儿山地区的植被，主要以蒙古栎、白桦、山杨、为主的零星分布以及胡桃水曲柳、黄菠萝形成的蒙古栎林、山杨林、杨桦椴林、白桦林、胡桃楸林、水曲柳林、草甸和沼泽多种群落类型。本研究选取了代表性的人工针叶林，天然次生混交林和人工混交林为试验样地进行取样分析。 1.2研究方法

在3种类型的样地随机选取了总共20个样方进行取样，每个样方取土10cm×10cm, 深度约为15cm.，受条件限制，本次土壤动物的采集只选用了干漏斗法对中小型土壤动物进行了采集。并对其一一进行了分类辨识。 1.3数据处理

群落多样性指数采用下面三种指数：

香农威纳多样性指数

H＝－∑（Pi）（log2Pi）

Pielou均匀度指数

E= -∑（Pi lnPi）/lnS

辛普森优势度指数

D= 1-∑Pi2

公式中S为所有类群数，Pi为第i类的个体数比例，N为第i类群的个体数，N为总个体数。

2.结果与分析

帽儿山土壤动物多样性统计表 纲 目 科 唇线足 形纲 纲 蛛形纲 蜘蛛目 蜱螨目 直翅目 双翅目 鞘翅目 昆 虫 纲 膜翅目 黑 蚂 蚁 黄 蚂 蚁 紫 棘 跳 跳 疣 跳 弹尾目 长 跳 等 跳 鳞 跳 圆 跳 短角跳 总 土壤编号计 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 总计 10.

ase

1 4 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 37 61 30 53 41 13 28 21 4 6 15 19 308 1 1 1 5 3 1 1 2 3 16 2 3 1 2 2 3 2 15 2 1 2 2 1 13 16 1 4 42 1 1 16 2 3 1 3 2 34 63 1 1 1 1 4 5 5 4 10 2 6 4 5 2 2 49 36 9 26 12 17 11 10 23 2 11 6 1 1 1 1 4 1 1 83 85 74 96 72 42 63 63 21 24 22 27 40 712 10 10 13 5 163 注：1、2、3、4号采自人工混交林，5、6、7、8采自天然次生混交林 9、

10、11、12、13采自人工针叶林

Shannon多样性分析

Sample 1 0.491 0.778

Sample 2 0.482

1

Sample 3 0.638 0.903

Sample 4 0.605 0.954

Sample 5

0.49 0.699

Sample 6 0.547 0.699

Sample 7 0.673

1

Sample 8 0.619 0.778

Sample 9 0.853 0.903

Sample 10

0.538 0.602

Sample 11

0.448 0.699

0.632 0.482 0.707 0.634 0.701 0.783 0.673 0.796 0.944 0.893 0.641

Sample1 0.384 2.606

Shannon Index Results1.0Sample 10.8Sample 2Sample 3Sample 4e0.6Sample 5ulaSample 6VSample 70.4Sample 8Sample 9Sample 100.2Sample 11Sample 120.0Sample 13051015Sample

Simpsons优势度分析

Sample

Sample Sample Sample Sample Sample Sample Sample Sample 2

3 4 5 6 7 8 9

10

0.527 0.291 0.353 0.393 0.294 0.279 0.268 0.11 0.293 1.899

3.432

2.834

2.546

3.403

3.583

3.727

9.13

3.407

Simpsons Index Results1.0Sample1Sample 20.8Sample 3Sample 40.6Sample 5eulaSample 6VSample 70.4Sample 8Sample 9Sample 100.2Sample 11Sample 12Sample 130.0051015Sample不同样地生物多样性分析

Index

人工混交林

自然次生混交林

人工针叶林

Shannon H' Log Base 10.

0.615

0.671

0.704

Sample 11

0.472 2.119

S

12

Shannon Hmax Log Base 10. Shannon J'

0.81.114 0.552

Shannon Index Results1.041 0.645

1 0.704

Sample10.6Value0.4Sample 20.2Sample 30.00.00.51.0Sample1.52.02.53.0 Sample 2

0.276 3.617

Sample 3

0.243 4.116

Simpsons优势度分析

Index

Simpsons Diversity (D)

Simpsons Diversity (1/D)

0.4Sample1

0.355 2.816

Simpsons Index ResultsSample10.3Value0.2Sample 20.1Sample 30.00.00.51.0Sample1.52.02.53.0 据数据分析发现，在13个样方中编号9多样性指数最高。均匀度最高，优势度低，但其类群个体数总数却不是很多。13号优势度明显，但其多样性和均匀度指数极低。通过数据分析可知，当均匀度高时类群低，多样性指数可能高。当均匀度低时多样性指数一定不高。数据表明在一个样方多样性高，均匀度高，那么该样方中的优势度不会很高，优势物种无法体现。在样地数据分析中可得多样性指数与类群数，均匀度成反比，与优势度成正比。人工混交林多样性指数明显小于人工针叶林，但其物种优势度明显。虽然人工混交林中类群数较高，但其物种优势明显，导致物种分布不均匀从而多样性指数较低。相反，人工针叶林相对于前者则相对较高。土壤中蜱螨类与弹尾目占到绝大部分比重，其中蜱螨类占到大约43%，弹尾目约占39.6%。

3. 结论与讨论

本次试验共得到712只土壤动物，分属4纲7目6科。据数据分析可得多样性指数中人工混交林<自热次生混交林<人工针叶林。优势度指数人工混交林>自热次生混交林>人工针叶林.均匀度指数人工混交林<自热次生混交林<人工针叶林。自然次生混交林物种多样性低于人工针叶林，这反映了自然林区与人工林区对土壤动物多样性有着不同的影响。人工针叶林物种多样性及动物数量比人工混交林高也从侧面反映了植物物种对土壤动物的影响。实验由于时间和环境的限制可能有些地方做的不够到位，数据分析也有一些瑕疵，与有关资料有一点出入。

4. 优势物种介绍

4.1弹尾目节腹亚目

4.1.1长角跳科

体节各节不同，大部分种类体表生有具缘毛的大刚毛，鳞片。特别是中胸的大刚毛像鬃毛一样。前胸背板无刚毛，通常退化，藏在中胸背板之下，腹部各节不愈合，第四腹节明显比第三腹节长。触角四节特别长，有的超过体长。小眼每边0-8个。无角后器，有或无鳞片，表面光滑，提白哦具明显的花斑型。腹部第四节明显长，通常为第三腹节的几倍。有转节器。爪和小爪发达，爪内缘常有基沟，弹器很长，齿节比弹器基长很多，明显地呈钝齿形或环形，端节短1-2齿。大刚毛平滑，具缘毛或具锯齿状。种的特有特征不明显，鉴定时要靠毛序。大型种类多，大多生活在地表，也有生活在洞穴中的，世界已知50属约800种；我国已报道9属40种。

4.1.2等跳科

体壁光滑，少数有明显颗粒，极少数是网状，分成多边形的小区域，身体具多种类型的刚毛，无鳞片，咀嚼式口器。触角4节与头几乎等长，不分亚节，第三节感觉器呈棒状，裸露在外或陷于小的浅凹内，很少在深的凹陷内。嗅觉毛短，非钝状，通常在离感觉器一定距离的两侧，第四节顶端常有半球形或圆锥形的突起，角后器由单一圆凸组成，长条形，椭圆形，有的角后器近中部被很细的横隔分成相同的两部分，少数无角后器，眼每边0-8个转节器。爪简单无齿或一内齿和一对侧齿，极少有膜覆盖爪的基部，小爪简单，少数无。胫附节有或无末端亚节，棍棒状的粘毛或有或无，大部分有弹器，每节发育完全，在低等属中弹器退化或无弹器，弹器基背面有毛，腹面光滑或具有一定数量的刚毛，齿节一般比弹器基长，但有时也比弹器基短，一些属齿退化，齿节背面一般是光滑的或具钝齿的。端节形状多变，一般有端齿和一近端的齿或两个近端的齿，握弹器通常有4个倒齿，一至几根或无刚毛。前胸退化，平滑，第四与第三腹节背板基本等长，有时腹部末端两节或3节愈合。主要生活在土壤中。

4.1.3紫跳科

体毛光滑稀少，表皮有明显的颗粒。口在头的斜前方，颚臼齿盘发达，触角4节，一般比头的直径短，第三节感受器的两根小感觉棒由侧面多少钝长的嗅觉毛护卫着，第四节顶端，有一可收缩的乳突，乳突常呈三叶状，近顶端有一很小的亚顶端，凹陷和一些明显的可见的钝状嗅觉毛，有时候也有其他感觉毛。眼八加八或更少，有时无。除奇跳属外，都有角后器，角后器由一个中心隆起或中心隆起4个，少数5-8个外围泡状突起组成，少数无角后器。爪

发育完好，有或无内齿。小爪有完好的内片或退化反呈刚毛状或无。弹器退化或消失，端节经常无侧片，趾钩状或退化，有时无，肛针两枚，少数3枚或无。身体有色素或无。体长大多数在1-1.5mm。大多数生活在土壤中。

4.1.4棘跳科

身体线形，背腹部扁平，口在头的斜前方，无颚臼齿盘，表皮上有粗糙的颗粒，所有刚毛简单光滑。本科的代表特征是在头和身体上有较多的假眼。咀嚼式口器，触角4节，较短，一般圆锥形，第三节感觉器发达，是重要的分类特征，一般是由2个感觉杆和其2侧的大感觉棒组成，在感觉杆前有体壁皱褶或突起，感觉棒直立或弯曲，圆锥形，圆形或桑葚状，光滑或有颗粒，有时彼此相对弯曲，第四节尖端，大多数无感觉突，但近尖端有亚顶端凹陷，其中长有一小球形乳突或一微小的棒。角后器构造复杂，生于一椭圆形的深沟内，由两排平行的小泡组成。无眼无爪无齿。胫跗节无根棒状的胫跗节毛，弹器极度退化，大多数种类无弹器。肛针有或无。身体无色素，大部分白色，体长为1-2.5mm。主要生活在腐殖质丰富湿润的土壤中，也有危害植物的种类，世界已知30属约350种。我国已报道3属15种。

4.15鳞跳科

鳞片有明显的粗的肋状突起或有沟。触角第三节前长，第三节与第四节分亚节。无角后器，但有的种类在幼虫期有角后器。腿有两个亚基节。胫跗节多分成2-3部分。腹部第四节一般比第三节短或两节长度相近，如果第四节比第三节长也只长一点，端节长，具有许多齿或镰刀状，齿节分亚节或不分，有刺或无刺。大型地表种类，洞穴种类也不少。世界已知11属80种。我国报道1属10种。

4.1.6疣跳科

身体有疣或表皮突起，每节左右对称，从背看最多4对。在头和背片上生有突起的瘤或被长有1根或几根长刚毛的大颗粒覆盖在一定区域。在大部分属中，粗糙的颗粒区域或隆起通常由4,6或8个排成一排。腹部末端与半球形的拟亚跳科不同。第六腹节末端的疣向后伸出而形成两叶状，此外隆起的皮肤常呈网状代替体壁的是颗粒。身体上长有非常稀少的短刚毛，而突起上的刚毛通常强硬或仅稍微弯曲。一般比背片长，表面光滑或粗糙，明显的具锯齿或缘毛。在一些属中突起上长有细小的光滑感觉毛。触角4节，较短，一般圆锥状。第三节感觉器由长压浅隐窝内的两根小感觉棒和其侧的1-2根感觉毛组成。第四节有典型的嗅觉毛。其尖端可收缩的感觉突一般呈三叶状。刺吸式口器。在大部分属中，下颚针状，上颚细毛无颚臼区。一般有两个或几个端齿。一般无角后器。眼在数目和结构上都退化，通常每边2-3个或无，爪粗壮。无齿或有内齿。无小爪和胫跗节棒状毛，弹器退化。通常只剩下痕迹。无握弹器。所有体节一般区别明显，第六体节完全隐匿在第五体节下，从背面看不到。无肛针，颜色大部分艳丽。一些种类在活着时无色素呈白色。体长1.5-5mm ，生活环境与拟亚跳科大体相同。已知15属约300种，我国报道主要有5属12种。

4.2 弹尾目愈腹亚目

4.2.1短角跳科

身体球状，头较大，胸部长，第一和第二胸节的界限明显可见。而后胸背面极度加宽与腹部分界不明显。腹部愈合在一起，无接缝的痕迹。身体生有稀少短细的硬刚毛，无盅毛，

头和身体上有划界清楚的感觉区，其上有特化的刚毛，表皮有很细的颗粒。触角4节，有的末端两节愈合，触角比头的长径短，有时仅为头长径的一半，触角在头的中部或中部偏下。触角第三感觉器由两个感觉棒组成，每个感觉棒边有一长的毛，第四节有许多长的粗壮嗅觉毛，无可收缩的顶端感觉乳突。无眼和角后器，咀嚼式口器，上颚具宽广的の臼齿盘，顶端具齿，在颚臼齿盘和顶端有一大齿，下颚头中等长度，有齿和具缘毛的窄片。足较长，由于足长基节“S”状，因此足在胸部下靠在一起。爪无膜，无或有1-2个内齿，一对侧齿，有时有一中等长度的细尖，每边有一三角形的片。小爪比爪短，无内齿和顶端丝状体，但其基部有一明显乳突。胫跗节无棒状粘毛。腹管圆锥状，末端有两半球形的瓣。握弹器无毛，由前部、后部和具两或3齿的臂组成，无基部附属物。弹器发育好，比较长，弹器基强大，背部有一些（2-6根）毛，腹面顶端有一对关节凹陷或突起。齿节圆锥状，分成两个亚节，有时界限十分明显，基部的一节背面生有1-2根刚毛，末端一节背面只有一根刚毛，每个侧面有2-3根针状刚毛，腹面在端节基部有排成一横排的3个齿或刚毛，端节较长，大多数水槽状，向末端渐狭，很少数在中间突然变窄，背面两边光滑或多少有丰富的锯齿。身体白色或白带棕色或蓝色。成虫体长0.25-0.7mm。生活在湿润林床、洞穴、倒木、苔藓下。世界已知3属约17种；我国报道2属2种。

4.2.2圆跳科

身体近球形，分节不明显，节间的缺刻或无色的条纹是分节的痕迹。一般第五和第六腹节明显地与第四腹节分开。皮肤细颗粒状，有时网状，长有稀少的各种刚毛，很少生有刺或刺状毛。在腹部背外侧，每边有3根细盅毛。生殖节每侧有1-2根盅毛。触角长在头的中部，一般比头的直径长，4节，第四节一般比第三节长，第四节简单，在部分种类中分成亚节。第三节感觉器有时基部有1乳突，第三节不呈环状也不分亚节。在一些属中雄虫的触角变成抱握器官。除羽圆跳属，环角圆跳属等属外，头胸间有一对气门。眼一般是8+8，有的数目减少。无角后器。爪有内齿、侧齿和外齿，有时也有强大的锯齿状爪间突和膜。前两对足的小爪一般与第三对足的呈不同形状，少数无小爪。胫跗节棒状粘毛有或无。胫跗节有时有强大的光滑或有锯齿的刚毛或第三对足长有由两个小泡和强大的护卫毛组成的胫跗器。腹管在其顶端有圆锥形的短附肢或管状的光滑或具有突起的长丝状体。握弹器前部有时有1-4根刚毛，后部小且无刚毛，具三齿的臂在基部有或无小的附肢。此外少数还有刺或刺状刚毛。端节匙状或水槽状，边缘光滑或有锯齿，或外缘光滑内缘有锯齿。大部分雌虫有简单的或分支的亚肛附属物。成虫标本0.4-2.5mm。大部分种类是地表种，生活环境多样。世界已知47属约500种；我国已报道13属31种。

4.3蛛形纲

蛛形纲是节肢动物门，螯肢动物亚门最大的一纲。包括蜘蛛，蝎和蜱螨等。身体分成前体和后体。前体由6节组成，背面常包以一块坚硬的背甲，腹面一块或多块腹板，或被附肢的基节遮住。后体由12节组成，除蝎外，大多数蛛形纲动物的腹部不再分成明显的部分，且身体趋于合并。螨类腹部和前体愈合。单眼不超过12个。前体有6对附肢。螯肢在口的前方，2-3节，钳状或非钳状。触肢6节，钳状或足状。步足7节。跗节末端有爪。蜘蛛的后体与前体之间通过腹柄相连。后体通常无附肢。雌雄异体。生殖孔开于后体第二节的腹面。全世界已知约5万多种，绝大数陆生，仅少数螨类和一种蜘蛛为水栖。在本次调查中，该纲蜱螨目为优势种，其主要特征为外形呈圆形，卵圆形或长形等。小的虫体仅长0.1mm左右，大者可达1cm以上。虫体基本可分为颚体和躯体两部分。颚体位于躯体前端或前部腹面，由口下板，螯肢，须肢及颚基组成。躯体呈袋状，表皮有的软桑软，有的有不同程度骨化的

背板，有些表皮上还有各种条纹，刚毛等。有些种类有眼，多数位于躯体背面。腹面有4对足，常分为6节，跗节末端有爪和爪间突，气门有或无，位于第四对足基节的前或后外侧；生殖孔位于躯体前半部，肛门位于躯体后半部。

参考文献

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2.王海霞 殷秀琴 周道玮 2003 松嫩草原区农牧林复合系统中小型土壤动物群落生态研究 1001-9332（2003）10-1715-04 3.黄玉梅 2004 土壤动物群落多样性研究进展 1672-8246（2004）03-0063-06 4.郑乐怡 归鸿 1999 昆虫分类 南京师范大学出版社

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