汶川大地震后川西亚高山针叶林土壤动物群落变迁

对川西亚高山针叶林土壤动物群落汶川大地震前后的结构特征进行对比研究,旨在通过土壤动物对地震的响应了解地震对川西亚高山针叶林生态系统功能及过程的影响.结果显示,地震后大型土壤动物类群数、个体密度、DG指数均有小幅增长,但无显著差异;中小型土壤动物类群中,湿生土壤动物线虫的个体密度有一定增加,而干生土壤动物蜱螨目、弹尾目的个体密度有一定减少,但均无显著差异;土壤原生动物由7 083个/g鲜土降至625个/g鲜土,有极显著差异(P0.01).研究表明,受地震影响的林地内,不同体型的土壤动物响应不同,其中,大型土壤动物多样性有所增加,主要与微域生境趋于复杂化有关,而小型和微型土壤动物多样性有所减少,则与地下水位的变化有关.图1表2参16     

长白山地不同地貌类型农田生态系统土壤动物群落特征及季节动态

土壤动物对改善农田生态系统土壤生态环境、修复退化的生态功能起着不可替代的作用.分别于2015年的春季、夏季和秋季对长白山地玄武岩台地、花岗岩低山区、花岗岩丘陵区玉米田的土壤动物进行研究.其中大型土壤动物的获取采用手捡法,中小型土壤动物采用Tullgren分离.结果表明:3次取样共获取土壤动物2 956只,计42类,隶属于3门7纲16目,甲螨亚目和等节跳虫科是各地貌类型共有的优势类群.各地貌类型土壤动物个体密度和类群数均为花岗岩低山区最低;玄武岩台地土壤动物个体密度夏季最高,花岗岩低山区和花岗岩丘陵区秋季最高.垂直分布上3个地貌类型土壤动物个体密度均具有表聚性,但花岗岩丘陵区表聚性不明显.土壤动物多样性表现为花岗岩丘陵区最高,花岗岩低山区最低;春季、夏季花岗岩丘陵区土壤动物多样性最高,秋季各地貌类型土壤动物多样性差异并不显著.本研究表明长白山地不同地貌类型农田生态系统土壤动物群落特征及季节动态存在显著差异.     

大兴安岭不同森林群落植被多样性对土壤有机碳密度的影响

区域碳循环是全球变化研究中的核心内容,大兴安岭森林生态系统是对全球温度变化最敏感的植被类型之一,其植被多样性对土壤有机碳密度和碳循环具有重要影响,深入理解该区土壤有机碳密度分布特征对于未来区域生态环境的可持续发展具有重要的科学意义。采用野外调查和室内测试分析相结合的手段,研究了大兴安岭4种主要森林类型(针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林)的植被多样性和土壤有机碳密度分布特征,并采用多因素方差分析确定植被类型和土层深度对土壤有机碳密度的交叉影响。结果表明,大兴安岭4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Mclntosh均匀度指数表现为落叶林针阔混交林阔叶混交林针叶混交林;Simpson优势度指数则表现为针叶混交林阔叶混交林针阔混交林落叶林;Cody指数表现为落叶林针阔混交林针阔混交林针叶混交林;Sorenson指数表现为针叶混交林阔叶混交林针阔混交林落叶林。土壤有机碳含量和有机碳密度均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐降低;随剖面深度的增加,土壤有机碳密度逐渐降低,以表层土壤(0~20 cm)有机碳密度最高,针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林土壤有机碳密度分别占土壤剖面总有机碳密度的35.24%、31.61%、31.70%、32.39%。相关性分析表明,4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Cody指数和Sorenson指数与有机碳含量和有机碳密度呈显著或极显著的正相关;从相关系数绝对值来看,多样性指数与有机碳含量的相关系数高于有机碳密度的相关系数。双因素分析表明,林型对有机碳含量和有机碳密度具有显著的影响(P0.05),林型×深度的交互作用对有机碳含量具有显著的影响(P0.05);林型和林型×深度的交互作用对Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数具有显著的影响(P0.05);林型对Cody指数和Sorenson指数具有显著的影响(P0.05)。综合分析表明,大兴安岭林型和土壤深度对土壤有机碳密度的影响存在一定的交互作用。     

中小型土壤动物对川西高山草甸枯落物分解的季节响应

中小型土壤动物是土壤生态系统重要组成部分.为了了解川西高山草甸不同草本植物枯落物中土壤动物季节动态,利用凋落物网袋法,于雪被末期(5月初)和生长季末期(11月初)对6种草本植物残体中的中小型土壤动物群落进行了调查.结果显示,干漏斗(Tullgren)法共分离到中小型土壤动物871只,隶属1门4纲9目27类(科).雪被末期获得562只,隶属1门4纲7目14类群,其中以矮蒲螨科和美绥螨科为优势类群;生长季末期共获得309只,隶属1门4纲9目19类群,其中以丽甲螨科和舟蛾科为优势类群.川西高山草甸枯落物分解的中小型土壤动物群落结构具有显著的季节特征,多样性和类群数受季节变化的影响显著(P<0.05),且常见类群和稀有类群均发生明显变化.禾本类和阔叶杂草两类植物功能群的土壤动物群落多样性无显著差异(P>0.05).两个季节草本植物残体中土壤动物群落Sorensen相似性系数均低于0.5.草本各物种组成对土壤动物群落多样性的影响不显著(P>0.05).以上研究结果表明,川西高山草甸生态系统中,季节交替引起的环境因子变化,特别是日均温和枯落物含水量是影响中小型土壤动物群落结构的主要因素.     

红松人工林与天然次生林大型土壤动物功能类群

为了解不同森林恢复类型对生态系统物质循环和能量流动的影响,对红松人工林与天然次生林生态系统(硬阔叶林和蒙古栎林)大型土壤动物功能类群时空分布的差异进行分析.在以往研究的基础上将捕获的大型土壤动物划分为腐食性、植食性、捕食性和杂食性土壤动物4个功能类群,并对比红松人工林和天然次生林生态系统土壤动物功能类群.结果表明:(1)水平分布上,天然次生林与红松人工林中4种功能类群大型土壤动物均有分布,其中腐食性土壤动物密度和生物量占绝对优势,但类群组成略有不同;(2)垂直分布上,红松人工林各功能类群土壤动物个体密度及类群数在不同土层差异显著(P0.05),均表现出明显的表聚性;而天然次生林中除腐食性和捕食性土壤动物外,在垂直方向无显著差异(P0.05),0-10 cm层腐食性动物个体密度以及类群数最大;(3)时间变化上,红松人工林与天然次生林土壤动物功能类群表现出一致的变化规律,均以腐食性最高,各类群密度、类群数均为5月、10月高于其他各月,生物量以9月最高.红松人工林和天然次生林土壤动物功能类群时空规律比较研究可为森林经营提供科学依据.     

退化羊草草地生态恢复过程中大型土壤动物群落生态特征

选取吉林省大安市姜家甸草场天然羊草草地、一年生人工碱茅草地和一年生人工碱茅草地为研究样地，于2002与2003年7月份两次对样地进行野外采样。共捕获大型土壤动物3130只，分别隶属2门5纲10目13类。通过对比研究表明：土壤动物群落间个体密度有一定的差异，鞘翅同在各生境中都有较高个体密度分布，显示其是该草原地带大型土壤动物的特征性类群，土壤动物类群和个体数垂直分布表聚程度群落间有较大不同，土壤动物群落生物多样性存在空间分异。认为水肥干预可以增加土壤动物群落的生物多样性。DG多样性指数更适合表达不同演替阶段土壤动物群落的差异，大型土壤动物群落生物多样性能够指示退化草地生态系统恢复与重建过程。     

湿地土壤动物及其与湿地恢复的关系

土壤动物是湿地生态系统物质循环和能量流动的关键环节,也是湿地生态系统演化的重要驱动因子,湿地土壤动物的动态变化可以作为湿地退化和恢复响应的重要生态指标。近年来基于湿地土壤动物群落生态学的单一研究颇多,对湿地土壤动物及其与环境因子关系的研究亦取得了长足进展,但关于湿地土壤动物和湿地退化与恢复的研究鲜有报道。本文论述了湿地土壤动物在湿地恢复过程的机制和优势,阐述了湿地土壤动物研究现状与进展,表明湿地土壤动物是湿地生态系统和湿地生物多样性的重要组成部分,已成为湿地恢复的重要指标。通过分析湿地土壤动物及其与湿地恢复的关系,认为湿地土壤动物的动态变化可以较好地反映退化和恢复过程中生态功能的变化,建议深入探索土壤动物对湿地退化和恢复的响应机制。关于土壤动物对湿地生态指示功能的研究,是恢复生态学和湿地重建领域未来需要研究解决的一个重要问题,是研究人为干扰过程以及湿地恢复过程中土壤动物变化规律的关键。今后要进一步融合土壤动物和整个湿地生态系统的研究为一体,把不同强度干扰下湿地土壤动物生态学及其与不同土地利用方式下土壤质量及湿地植被结合起来,从土壤动物群落特征变化角度阐明湿地生态系统对不同强度干扰的响应机制,为深入探索不同强度干扰下湿地生态系统的退化过程和机制,从而为退化湿地恢复与部分重建的生物学与生态学基础提供科学依据。     

森林净生态系统生产力及其生物影响因子研究进展

在全球大气二氧化碳浓度上升的背景下,陆地生态系统碳循环及碳汇功能研究得到了广泛的关注,日益成为今后的政治和外交的重大议题之一.净生态系统生产力(net ecosystem production, NEP)是生态系统光合固定的碳与生态系统呼吸损失的碳之间的差值;或者为生态系统净的碳积累速率.NEP 的研究整合生态系统地上和地下部分,把生态系统碳循环的影响因子有机地联系了起来.当NEP为正值时,说明生态系统为碳汇,NEP为负值则表明生态系统为碳源.随着植物和土壤相互联系及其对生态系统过程研究的深入,NEP已经成为生态系统碳循环研究的核心概念之一.以森林NEP为出发点,综述了国内外的最近的 NEP 研究进展,分析了 NEP 研究的科学意义;探讨了植物群落组成/生物多样性、土壤微生物群落、大型/土壤动物和人为的管理或干扰等生物因子对NEP的影响.根据综述研究提出未来研究应在:(1)土壤生物过程、土壤食物网及其与地上部分植物/动物相互作用对NEP的影响;(2)自然林生物多样性的竞争/共存机制与生态系统碳吸存稳定性;(3)人工林固碳潜力和不同植物功能群(灌草层)对生态系统碳动态影响等方面加强,以期为全面认识生物因子对森林生态系统系统固碳现状、机制和潜力提供理论基础.     

大兴安岭火烧迹地土壤动物的群落多样行

以大兴安岭地区不同年份火烧迹地土壤动物为研究对象,对火烧后不同恢复时间土壤动物群落多样性及相关指数的变化进行分析.结果表明,大型土壤动物的个体数、DIC指数、丰富度指数及优势度指数变化趋势均表现为火烧恢复初期迅速增加,然后缓慢增加并逐渐接近对比样地值;如果不考虑8 a迹地数据极大值的影响,中小型土壤动物的个体数、DIC指数、丰富度指数及优势度指数也大致呈现火烧恢复初期迅速增加,然后缓慢增长的趋势;在垂直方向上,大型土壤动物DIC指数、个体数及丰富度指数在0～5 cm最大,向上、向下减少,而中小型土壤动物的各项指数都是凋落物层最大,向下迅速减小;相关分析表明,大型和中小型土壤动物的个体数和丰富度指数与DIC指数都具有极高的相关性;群落相似性分析显示,各火烧迹地间土壤动物群落具有较高的相似性.图1表3参26     

南亚热带不同人工林生态系统服务功能评估

中国南亚热带地区人口稠密,经济发展迅速,环境破坏严重,区域生态系统退化加剧。种植人工林被认为是减少水土流失、实现植被快速恢复的有效措施之一。目前对生态恢复过程中的人工林土壤养分含量、蓄水量、土壤酶活性等已开展了较多研究,但基于实测数据对不同人工林生态系统服务功能进行评估的研究较为少见。以广东鹤山10树种混交林(10 species mixedplantation,10NS)、16树种混交林(16speciesmixedplantation,16NS)2种人工混交林,尾叶桉纯林(Eucalypyus urophylla monoculture,EU)、红锥纯林(Castanopsis hystrix monoculture,CM)、厚荚相思纯林(Acacia crassicaipa monoculture,AC)3种人工纯林和自然恢复的灌草坡(Shrub and herb land,SH)为研究对象,对其涵养水源、保育土壤、积累营养物质、固碳释氧、生物多样性保护等主要生态系统服务功能进行了评估,为南亚热带地区人工林合理种植和管理提供科学依据。结果表明,13林龄时,土壤保育能力为10树种混交林最强,红锥纯林最弱,尾叶桉纯林、厚荚相思纯林和灌草坡之间无显著差异;植被固碳释氧能力为10树种混交林、16树种混交林和尾叶桉纯林较高且无显著差异,红锥纯林最弱;涵养水源能力为灌草坡最强,其次为10树种混交林,尾叶桉纯林最差。研究表明,人工林改造或退化生态系统恢复时要注意结合不同人工林的生态系统服务功能进行科学种植:尾叶桉纯林土壤固碳作用和积累营养物质能力较强,宜作为用材林和碳汇林种植;厚荚相思纯林生物量较高且具有固氮作用,但抗风能力较弱,不适宜于沿海或台风多发地带种植;红锥纯林在保肥和水源涵养方面的生态服务功能相对较弱,但经济价值较高,适宜以大径材近自然林经营;10树种混交林的土壤养分含量最高且地表径流最小,林分调节水量和保育土壤功能最强,最适于生态恢复,可用作水土保持林、水源涵养林等,也可用于特种用途中的风景林建设。