西藏林芝地区果园春季大型土壤动物群落结构研究

臧建成，唐晓琴，翟云霞，苏　成，庞　佩

(西藏大学 农牧学院 植物科学学院，西藏 林芝 860000)



西藏林芝地区果园春季大型土壤动物群落结构研究

臧建成，唐晓琴，翟云霞，苏成，庞佩

(西藏大学 农牧学院 植物科学学院，西藏 林芝 860000)

[摘要]【目的】 了解西藏林芝地区果园春季大型土壤动物群落的结构特征，为进一步开展该地区农林交错地带土壤动物及农田土壤害虫综合防治研究提供基础资料。【方法】 2014年4-5月，利用对角线五点采样法和国际通用的手拣法，对西藏大学农牧学院实习果园内的大型土壤动物进行采样以及鉴定分类，对土壤动物群落结构组成、多样性及在0～20 cm土层中的分布进行研究。【结果】 在西藏农牧学院实习果园中共获得土壤动物194头，隶属 4 门 6 纲14目，4门分别为软体动物门、线虫动物门、环节动物门、节肢动物门，6纲分别为腹足纲、线虫纲、寡毛纲、蛛形纲、唇足纲、昆虫纲。优势类群为寡毛纲正蚓目及昆虫纲鞘翅目(幼虫)、鳞翅目(幼虫)、膜翅目，常见类群为柄眼目、咀刺目、蜘蛛目、蜈蚣目、双翅目、革翅目、半翅目、同翅目，无稀有类群。优势类群占总数的 74.87%，构成西藏林芝地区春季果园大型土壤动物的主要类群。鞘翅目(幼虫)所占比例最大，为 27.75%；咀刺目和蜈蚣目所占比例最少，均为1.05%。环节动物门的丰富度指数较高，为0.325 6；节肢动物门次之，为0.202 7；软体动物门和线虫动物门丰富度指数均较小，分别为0.064 5和0.047 2。多样性指数和均匀性指数的变化趋势总体与丰富度指数一致。在 0～20 cm土层，土壤动物的类群、个体总数及其所占比例均呈先增后减趋势，其中在5～10 cm土层以上3个指标均较大。【结论】 西藏林芝地区果园春季大型土壤动物群落物种丰富，基本呈聚集分布状态，类群数量分布基本均匀，但在土层中的垂直分布表现出明显的表聚性。

[关键词]春季果园；土壤动物；群落结构；西藏林芝

土壤动物是土壤生态系统的重要组成部分，在自然生态系统中扮演着消费者和分解者的角色，对土壤的形成、发育及土壤结构稳定、肥力保持、物质循环和能量流动等发挥着不可替代的重要作用[1-2]。土壤动物具有世代周期短、个体数量小、种群数量大、生殖潜能高等优点[3]，能在较小斑块尺度对土壤理化特性、营养状况和养分含量做出及时响应，其多样性已被公认为土壤生态系统变化的预警及敏感指标[4-5]。因此，国内外已将土壤动物作为土壤环境质量和健康状况潜在的重要生物指示物，并已广泛用于不同生态系统土壤质量和肥力状况的评价[6-10]。目前，关于土壤动物的区系、生态地理规律及其在生态平衡中的作用研究已在中国许多地区广泛展开[11-12]，但现有研究多集中在森林农田交错区或农田、草地等[13]，关于西藏地区的土壤动物学研究主要集中于拉萨湿地、农田[14-16]。国内外关于苹果园土壤动物的研究还比较薄弱[17]，目前研究主要集中在果园节肢动物群落结构及多样性方面[18-21]，对西藏林芝地区森林、农田、农林交错地带及果园土壤动物的研究还较为少见。西藏林芝是西藏自治区的主要苹果栽培区，对苹果园土壤而言，土壤动物的分解作用对土壤的健康显得尤为重要。 因此，本试验对西藏大学农牧学院实习果园春季大型土壤动物群落进行了初步调查和研究，以期了解西藏林芝地区苹果园春季大型土壤动物群落结构的多样性，探讨西藏林芝地区苹果园土壤动物资源特点及其生态地理规律，为了解土壤动物在西藏林芝苹果园中的作用及进一步开展西藏地区土壤动物结构和地下害虫防治研究提供依据。

1材料与方法

1.1研究区域概况

本研究在西藏林芝地区西藏大学农牧学院实习果园(94°25′～94°45′ E，29°35′～29°57′ N)进行，该园位于青藏高原东南部西藏自治区林芝县境内，系念青唐古拉山向南延伸的余脉，与喜马拉雅山东部向北发展的山系相连。研究区生物资源丰富，为农牧林结合地带，处于藏东南温暖气候区与半湿润气候区的过渡地带，受印度洋暖湿季风影响，冬春少雨，夏秋雨丰，年降水量600～1 000 mm，年均温8～10 ℃，≥0 ℃积温3 000～3 500 ℃，≥10 ℃的时间约180 d。果园栽培的主要果树有苹果、桃、梨、李、欧美大樱桃和杏等。

1.2采样鉴定

于2014年4-5月，在西藏大学农牧学院实习果园内，利用五点采样法分层采样，取样面积为 50 cm×50 cm，分别取 0～5,5～10,10～15和15～20 cm 土层土壤样品，设置3个重复，每个样方间隔为3 m左右[22-23]，手拣收集大型土壤动物，用体积分数75%的酒精分装小瓶保存后带回实验室，在尼康中级体视显微镜SMZ800+D5100下进行分类鉴定[24]，土壤动物分类主要采用大类别分类法[25]，一般鉴定到目，鞘翅目鉴定到科，部分常见害虫鉴定到种。最后，对样地土壤动物进行数量统计和多样性特征指数分析。

1.3数据处理

土壤动物数量统计数据采用SPPS 13.5 软件进行处理,大型土壤动物群落多样性的特征指数，即多样性指数(H′)、均匀性指数(E)、Berger-Parker优势度指数(I)、丰富度指数(D)分别按下面公式计算:

H′=-∑PilnPi；

E=H′/lnS；

I=Nmax/NT；

D=lnS/lnN。

式中:Pi为类群i占群落总个体数的比例，S为样区内的类群数目，Nmax为优势种群数量，NT为全部种群数量，ni为该区内第i个类群的个体数量，N为样区内所有类群的个体数量。

2结果与分析

2.1西藏林芝地区春季果园大型土壤动物群落结构组成

通过分离和鉴定，本研究共获得土壤大型动物194头，隶属4门6纲13目(表1)。

表 1　西藏林芝春季果园大型土壤动物群落结构组成Table 1　Structure of soil animal community in spring orchard of Linzhi,Tibet

从表1可以看出，西藏林芝地区春季果园大型土壤动物群落结构组成由软体动物门、线虫动物门、环节动物门、节肢动物门的腹足纲、线虫纲、寡毛纲、蛛形纲、唇足纲、昆虫纲及柄眼目、咀刺目、正蚓目等14目组成。其中鞘翅目为6科，分别为拟步甲科 Tenebrionidae、金龟甲科Scarabaeidae、鳃金龟科Melolonthidae、叩甲科Elateridae Leach、象甲科Curculionidae和叶甲科Chrysomelidae；双翅目2科，分别为蝇科Muscidae和蚊科Culicidae；鳞翅目为夜蛾科Noctuidae，主要包括八字地老虎(Agrotiscnigrum(L.))和黄地老虎(Agrotissegetum(Denis et Schiffermüller))幼虫；其余均鉴定到目。

由表2可以看出，寡毛纲正蚓目，昆虫纲鞘翅目、鳞翅目、膜翅目均为优势类群，分别占土壤动物总数的20.62%，27.32%，10.31%和15.46%。其中鞘翅目数量最大,这是因为在西藏林芝地区，主要食叶性害虫有黑腹黄鳃金龟、小褐丽金龟，嗜食桃树、苹果叶片,而黑腹黄鳃金龟(ToxospathiusauriventrisBates)和小褐丽金龟(PhylloperthahorticolaLinnaeus)在西藏林芝地区1年发生1代，5月底至6月初为该类害虫的盛发期，4月为该类害虫的幼虫期；膜翅目主要为蚁科；鳞翅目主要为夜蛾科的八字地老虎(A.cnigrum(L.))和黄地老虎(A.segetum(Denis et Schiffermüller))。其余种类中，柄眼目、咀刺目、蜘蛛目、正蚓目、蜈蚣目、双翅目、革翅目、半翅目、同翅目为常见种类；稀有种类无。由此可见，西藏林芝地区春季果园的大型土壤动物主要为常见类群和优势类群。

2.2西藏林芝地区春季果园大型土壤动物群落的多样性特征指数

物种多样性可以反映群落组成的复杂程度，故常用来评价群落生态的组织水平。高的多样性指数和均匀度意味着在生态系统中有更长的食物链和更多的共生现象，可能对负反馈有更大的控制能力，从而增加群落结构的稳定性。从表3可知，研究区果园土壤动物中环节动物门丰富度指数(D)和多样性指数(H′)均最高，但主要集中在少数个体，对土壤环境的改良有重要作用；节肢动物虽然数量最大，其类群数较多，因此均匀性指数最高而多样性指数和丰富度指数处于中间位置；软体动物门和线虫动物门个体数量均较少，因此丰富度指数、多样性指数及均匀性指数均较低。

表 2　西藏林芝果园春季大型土壤动物的组成和数量统计Table 2　Composition and quantity of soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

注:多度以土壤动物数占总数的百分比进行划分：+++.土壤动物数占总数百分比>10%,为优势类群；++.土壤动物数占总数百分比>1%～≤10%,为常见类群；+.土壤动物数占总数百分比>0.1%～≤1%,为稀有类群。

Note:Abundances refers to the number ratio.+++ shows abundances>10%,as the dominant groups;++ shows the abundances are >1%-≤10%,as the common groups;+ indicates abundances are >0.1%-≤1%,as the rare groups.

表 3　西藏林芝地区春季果园各门大型土壤动物的多样性特征Table 3　Diversity characteristics of each king soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

从表4可以看出，丰富度指数由高到依次为鞘翅目(幼虫)>正蚓目>膜翅目>鳞翅目(幼虫)>同翅目=蜘蛛目>双翅目>革翅目>半翅目>鞘翅目(成虫)>柄眼目=缨尾目>咀刺目=蜈蚣目，其中鞘翅目(幼虫)的丰富指数最高，为0.354 5，其数量最多；咀刺目和蜈蚣目数量最少，丰富度指数最低。

表 4　西藏林芝地区春季果园各目大型土壤动物群落的多样性特征Table 4　Diversity characteristics of each head soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

表 4续　Continued table 4

2.3西藏林芝地区春季果园大型土壤动物群落的垂直变化

从表5可以看出，在西藏林芝地区，春季果园土壤动物主要分布在>5～≤10 cm土层中，该土层土壤动物数量占总数的63%；>15～≤20 cm土层中的土壤动物最少，仅占总数的6%；>10～≤15 cm和>0～≤5 cm土层中的土壤动物数量分别占总数的18%和13%；在>5～≤20 cm土层，土壤动物数量随着土层深度的增加呈递减趋势。由此可知，西藏林芝地区春季果园土壤动物在土层中的垂直分布表现出明显的表聚性特点，这是因为西藏林芝地区土壤的主要害虫为蛴螬、地老虎和金针虫，其中蛴螬(黑腹黄鳃金龟(T.auriventrisBates)、小褐丽金龟(P.horticolaLinnaeus))、地老虎((八字地老虎A.cnigrum(L.)和黄地老虎(A.segetum(Denis et Schiffermüller))正处于化蛹期，4-5月正是其向土壤表层迁移的时期，是该地区的优势种群。

表 5　西藏林芝地区春季果园大型土壤动物的垂直分布Table 5　Vertical distribution of soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

3讨论与结论

常用土壤动物的群落组成、物种多样性、物种的多度和丰富度的变化以及其生理指标等评价植被及土壤环境的变化。土壤动物是农田生物群落的重要类群，是评价农田土壤质量的重要生物学指标之一。土壤动物是生态系统的重要组成部分，在分解动植物残体、改变土壤理化性质及土壤的形成与发育、土壤物质迁移与能量转化方面有重要意义。

本研究对西藏林芝果园春季大型土壤动物群落结构进行了调查，结果显示，该区大型土壤动物个体数量和类群数量随土壤深度增加总体呈递减态势，具有明显的表聚性。从地表向下随着土层深度的增加，土壤动物数量及种类逐渐减少，生物多样性、丰富度指数同样也随之减少。出现这种现象的原因：1)与西藏林芝的气候有关。西藏林芝虽位于青藏高原地区，但气候类型属于温带气候，年平均气温在8.7 ℃，冬季平均温度大于0 ℃。2)西藏林芝地区主要的土壤害虫为蛴螬、金针虫和地老虎，而金龟在林芝地区的优势种为黑腹黄鳃金龟和小褐丽金龟，盛发期为5月下旬至6月上旬，土壤动物的表聚性与金龟的出土羽化和黑腹黄鳃金龟的空间分布型有关[26-27]。本研究表明，西藏林芝地区春季果园大型土壤动物群落物种较为丰富，基本呈聚集分布状态，类群数量分布基本均匀；西藏林芝地区果园土壤动物中，害虫主要以鞘翅目为主，益虫主要以改良土壤结构的正蚓目为主。因此，在林芝地区的果园内，春季应做好地下害虫的防治，以免对果树根、茎造成危害，但在防治过程中应以农业防治或生物防治为主，以避免对有益生物的杀伤作用。

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DOI：网络出版时间:2016-06-0816:2110.13207/j.cnki.jnwafu.2016.07.023

[收稿日期]2014-11-11

[基金项目]国家自然科学基金项目(41561054)；西藏自治区自然科学基金项目(2015ZR-13-26)；西藏自治区高校重点实验室建设项目

[作者简介]臧建成(1977-)，男，甘肃通渭人，副教授，硕士，主要从事农林害虫防治及昆虫生态学、土壤动物研究。 E-mail:zangjc2008@163.com

[中图分类号]S154.5

[文献标志码]A

[文章编号]1671-9387(2016)07-0159-06

Community structure of soil macrofauna in spring orchard of Linzhi,Tibet

ZANG Jiancheng,TANG Xiaoqin,ZHAI Yunxia,SU Cheng,PANG Pei

(DepartmentofPlantTechnology,AgriculturalandAnimalHusbandryCollegeofTibetUniversity,Linzhi,Tibet860000,China)

Abstract:【Objective】 This study investigated the community structure characteristics of soil macrofauna in spring orchard of Linzhi to provide basis for comprehensive prevention of farmland soil animals and pests in farming and forestry mixed region.【Method】 During April and May of 2014, the diagonal five-point sampling method and internationally accepted hand picking method were used to collect,identify,and classify soil macrofauna in internship orchard of Agriculture and Animal Husbandry College of Tibet University.The community structure,composition,diversity and distribution of soil macrofauna in soil depth of 0-20 cm soil were also investigated.【Result】 A total of 194 soil animals were obtained,belonging to 14 orders,6 classes and 4 phylums.The 4 phylums were Mollusca,Nematode,Annelida,and Arthropoda and the 6 classes were Gastropoda,Nematoda,Oligochaeta,Arachnida,Chilopoda,and Insecta.Among them,the dominant groups were Lumbricida of Oligochaeta and Coleoptera(larvae),as well as Lepidoptera (larvae) and Hymenoptera of Insecta.Common groups were Stylommatophora,Enoplida,Araneeida,Solopendromorpha,Diptera,Dermaptera,Hemiptera,and Homoptera.There were no rare groups.Coleoptera(larvae) had the largest ratio of 27.75% while Enoplida and Scolopendromropha had the smallest ratio of 1.05% each.Dominant groups accounted for 74.87%,and they were the main groups of soil macrofauna.The richness index of Annelida was the highest of 0.325 6,followed by Arthropod with the index of 0.202 7.Richness index of Mollusca and Nematode were 0.064 5 and 0.047 2,respectively.The diversity index and evenness index changed identically to the richness index.In the soil layer of 0-20 cm,the taxa,total number and ratio of soil animal all showed a trend of increasing after decreasing,and the layer of 5-10 cm had the largest values.【Conclusion】 The soil macrofauna species in spring orchard in Linzhi were rich.They showed aggregated distribution with even number of groups,but the vertical distribution showed clear surface aggregation.

Key words:spring orchard;soil animal;community structure;Linzhi,Tibet

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160608.1621.046.html