坡向和坡度对土壤动物群落结构影响研究

蒋跃 靳亚丽

摘要：为了解不同坡向和坡度对土壤动物群落结构的影响，于2016年夏季在上海辰山植物园东南西北四个坡向以及7度和22度两类坡度结缕草草坪的坡上、坡中、坡底三个坡位进行了采样，对其中的土壤动物群落进行了调查。结果表明：土壤动物个体数为南坡（30.11%）>西坡（26.96%）>北坡（21.65%）>东坡（21.28%）。不同坡向土壤动物群落多样性指数差异不显著。坡顶各多样性指数相对坡中和坡底较小，坡中和坡底差别不大。7度坡底显著低于坡项，22度坡个体数为坡项>坡底>坡中，均存在显著性差异。坡向对土壤动物群落结构的影响为间接影响，较大坡度对土壤动物群落的影响更明显。

关键词：坡向;坡度;坡位;土壤动物;线虫纲

中图分类号：$714.3 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）14-0018-04

1引言F=I

近年来，国内外学者从植被、土地利用方式等大尺度方面对土壤动物的空间分布格局开展了大量研究但在小尺度坡度和坡向对土壤动物群落结构的影响研究相对较少，本研究以上海辰山植物园结缕草草坪坡为例，研究坡向和坡度对土壤动物群落空间分布的影响。

2研究区域与研究方法

2.1研究区概况

上海辰山植物园（31°04N，121°10‘E）位于上海市松江区佘山国家森林公园西南3km处，海拔7m，是集科研、科普和观赏游览于一体的综合性植物园，全园占地面积约207hm²，为华东地区规模最大的植物园，生物多样性、生态保育、植物引种驯化研究和师范的重要基地。辰山植物园处于北亚热带疾风湿润气候区，年均气温15.6℃，降水量1213mm，土壤有机质平均含量2.79%，土壤pH值呈中性或微碱性（pH值7.0～7.9）。

2.2 采样方法

选择辰山植物园西南侧的结缕草草坪区域，对该区域东、南、西、北四个坡向的坡顶、坡中、坡底，在不同的坡度上选择7°和22°坡的坡顶、坡中、坡底共计18个样点进行采样每个样点做3个重复，重复样点间距5m以上。于2016年夏季，采用土壤定量采样器，在每个样点采集0～5cm，5～10cm，10～15cm的土样带回实验室，采用干漏斗法分离土壤动物，土壤动物收集在95%的乙醇溶液中。分离所得的土壤動物采用体视显微镜观察，参考《中国土壤动物检索图鉴》和《中国亚热带土壤动物》进行分类鉴定，并统计数量。

2.3数据分析

根据以下公式分别计算凋落物中土壤动物群落的多样性指数、均匀度指数、优势度指数和丰富度等指数。

3结果

3.1 坡向对土壤动物群落组成的影响

3.1.1不同坡向土壤动物群落结构比较

东西南北4个坡向土壤中共获得土壤动物5036只，隶属于21个类群。经统计得出：蜱螨亚纲和线虫纲为优势类群，分别占总捕获量的20.75%和62.38%;弹尾纲、半翅目、线蚓科和轮虫为常见类群，合计占总捕获量的13.48%;原尾纲、双尾纲、鞘翅目等15个类群为稀有类群，合计占总捕获量的3.39%（表1）。

土壤动物个体数为南坡（30.11%）>西坡（26.96%）>北坡（21.65%）>东坡（21.28%），南坡获得的土壤动物个体数量显著大于北坡和东坡（图1）。由表1可见，南坡的个体数优势主要体现在线虫纲个体数量较大，而北坡、东坡和西坡线虫纲个体数差别很小，因此差异主要体现在线虫纲个体数量差异上。北坡、东坡和西坡个体数差异不显著，北坡和东坡土壤动物个体数相近。

3.1.2 不同坡向土壤动物群落生态多样性比较

不同坡向土壤动物群落各多样性指数不同（图2）。北坡Shannon-Wiener多样性指数是西坡>北坡>南坡>东坡，Pielou均匀度指数为西坡>东坡>南坡>北坡，Simpson优势度指数为西坡>北坡一东坡>南皮，Margalef丰富度指数为南坡>西坡>北坡>东坡，不同坡向土壤动物群落多样性指数差异不显著，因此坡向对土壤动物群落多样性的影响不显著。

3.2坡位对土壤动物群落结构的影响

3.2.1不同坡位土壤动物群落组成比较

4个坡向不同坡位土壤动物个体数存在差异，各个坡向的不同坡位土壤动物的分布情况没有明显的规律或阶梯性。北坡和东坡不同坡位个体数差异不显著，南坡坡上显著大于坡中，西坡坡中显著大于坡底（图3）。由图4可见土壤动物在不同土层中呈现明显的垂直分布差异，这与其他学者的研究结果相同。

3.2.2不同坡位土壤动物群落生态多样性比较

不同坡位生态多样性指数统计分析结果显示：东坡的Margalef丰富度指数坡底明显小于坡顶，北坡的Simpson优势度指数坡顶略大于坡中，其他三个坡向的各个多样性指数坡顶均小于坡中和坡底，坡中和坡底差别不大（图5）。

3.3不同坡度土壤动物群落结构的影响

对7。和22°两种坡度下土壤动物个体数统计分析结果显示7。下坡底显著低于坡顶，22°坡3个坡位个体数为坡顶>坡底>坡中，3个坡位均存在显著性差异（图6）。

4讨论

本研究结果显示南坡线虫纲个体数较大，因此其土壤动物总个体数显著大于北坡和东坡，而线虫密度受施肥等影响较大，研究发现不同施肥措施显著影响线虫的丰度，本研究区域为人工草坪，人工施肥对土壤线虫的影响可能是导致南坡线虫个体数明显增多的主要原因。不同坡向土壤动物群落生态多样性指数差异也不显著，刘继亮和李锋瑞的研究结果显示阳坡和阴坡大型土壤动物群落结构差异显著，主要原因为植物群落结构与组成、植被盖度、凋落物厚度等差异，并且指出坡向主要通过影响生境的生物和非生物因子组合特征而对大型土壤动物的空间分布格局产生影响的，由此可见坡向对土壤动物群落结构的影响为间接影响，本研究排除了以往自然林地不同植被差异的干扰，也证实了这一点。然而，由于人为干扰等特殊微环境的差异也会间接影响土壤动物群落组成。

不同坡位土壤动物个体数存在显著差异，坡位对土壤动物个体数和生态多样性指数的影响与坡向有一定关系，刘继亮和李锋瑞的研究显示坡位对土壤动物的影响主要体现在类群差异上，不同类群对坡位的响应明显。本研究只是从土壤动物群落的角度对个体数和多样性进行探讨，对不同类群的响应还有待进一步深入研究。研究结果中土壤动物垂直分布呈现出一定的表聚现象，这与前人的研究结果相同，而本研究进一步说明了坡位的改变并没有明显减弱土壤动物的表聚现象。

坡度作为重要的土壤环境要素之一，可以通过重新分配土壤含水量、土壤养分等因子而形成不同的微环境，从而间接影响土壤动物的空间分布格局，研究结果显示较大坡度对土壤动物群落的影响更明显。何先进等对不同坡度农田土壤动物群落结构影响研究也表明由于坡度影响土壤侵蚀强度和土壤养分流失速度，从而间接影响土壤动物群落组成。