土壤动物多样性:地质公园土壤动物的分解功能评价
通常,采用凋落物袋法对凋落物分解进行研究,利用2mm(可进入土壤动物)和0.01mm(只有微生物)两种网孔的凋落物袋分析凋落物的分解速率的比较,确定土壤动物对凋落物分解的作用。
长白山阔叶林参与凋落物分解的土壤类群共有39大类,分属于门纲(寡毛纲、腹足纲、倍足纲、唇足纲、综合纲和昆虫纲)。其中优势类群有四种,分别为甲螨亚目、辐螨亚目、等节跳科和球角跳科,共占所有中小型土壤动物的76.26%。常见类群有八种,分别为革螨亚目、长角跳科、拟亚跳科、鳞跳科、棘跳科、球角跳科、线蚓科和双翅目幼虫。单种凋落物分解速率存在显著差异,从分解常数看水曲柳>紫椴>色木槭。混合凋落物对分解速率的影响随取样时间和凋落物种类组成而变化。在分解过程中,单种凋落土壤动物个体和类群密度存在显著的差异。水曲柳凋落物中土壤动物类群和个体密度最高。凋落物混合对土壤动物群落组成和多样性则无明显影响。线性回归分析表示,土壤动物密度与凋落物残留率之间存在负相关性,说明土壤动物的存在促进了凋落物分解。但这种促进作用在混合凋落物与单种凋落物之间没有显著差异。
长白山针阔混交林参与凋落物分解的土壤类群共有42大类,分属于门纲(寡毛纲、腹足纲、蛛形纲、倍足纲、唇足纲、综合纲和昆虫纲)。其中优势类群为甲螨亚目、等节跳科和球角跳科,常见类群为辐螨亚目、革螨亚目、长角跳科、拟亚跳科、鳞跳科、线蚓科和双翅目幼虫。在分解过程中,各凋落物中土壤动物群落组成存在差异。水曲柳凋落物中土壤动物个体和类群密度高于其他种凋落物,而红松最低,紫椴和色木槭介于两者之间。通过稀疏曲线和方差分析显示:凋落物性质是影响参与分解的土壤动物群落主要因素,而混合凋落物的影响则相对不明显。参与凋落物分解的主要土壤动物类群(螨类、弹尾目、线蚓类和双翅目幼虫等)个体密度,土壤动物总个体和类群密度与凋落物分解速率之间存在显著的正相关关系。土壤动物对水曲柳分解促进最大,紫椴分解最小。另外,不同网袋内各种凋落物分解速率存在一定的季节变化,4种凋落物夏秋季分解速率高于冬春季,其中水曲柳全年分解速率相对较高。凋落物分解也存在一定的年际变化,水曲柳第一年的累计分解量显著高于第二年;色木槭为第二年高于第一年,而红松和紫椴年际差异不显著。单种凋落物分解速率差异较大,其中水曲柳分解最快,至试验结束几乎完全分解,其次是紫椴和色木槭,红松最慢。混合凋落物对分解速率的影响随分解阶段和凋落物种类组成不同而变化。
长白山针叶林参与凋落物分解的土壤动物主要29类。其中,在上部针叶林获得29类,优势类群为等节跳虫科和甲螨亚目,常见类群为山跳虫科、革螨亚目、球角跳虫科、辐螨亚目、鳞跳虫科、线蚓科、双翅目幼虫和缨甲科8类。在下部针叶林获得23类,优势类群为等节跳虫科、甲螨亚目和山跳虫科,常见类群为革螨亚目、球角跳虫科、福螨亚目、鳞跳虫科和线蚓科5类。各凋落物袋内土壤动物多样性指数、个体数和类群数随着凋落物分解存在明显的时间变化,表现为在研究初期和末期低于研究中期。总体上在上部针叶林中土壤动物多样性指数和类群数显著高于下部针叶林,但是在不同分解时期因凋落物种类不同表现有明显的不同。在不同处理凋落物间土壤动物多样性指数、个体数类群数没有显著差异。凋落物混合对土壤动物多样性指数、个体数类群数也没有影响。1mm凋落物袋内凋落物残留率均显著小于0.1mm凋落物内,说明土壤动物能够明显的促进凋落物的分解。且土壤动物对臭冷杉和鱼鳞云杉的作用在上部针叶林大于下部针叶林,而对混合凋落物的促进作用在下部针叶林较大;土壤动物对臭冷杉凋落物分解的贡献率最大、其次为混合凋落物,对鱼鳞云杉凋落物贡献率最小。
长白山矮曲林参与凋落物分解的土壤动物共35类群,隶属于4门7纲。其中优势类群为等节跳科、甲螨亚目和线蚓科。常见类群为个类群,即山跳科、革螨亚目、圆跳科、双翅目幼虫、疣跳科、辐螨亚目、鳞跳科、球角跳科和马陆目。岳桦+牛皮杜鹃和岳桦+牛皮杜鹃+星叶蟹甲草混合凋落物土壤动物个体密度和多样性指数均在分解8个月时高于单种岳桦和牛皮杜鹃凋落物。岳桦+星叶蟹甲草和岳桦+牛皮杜鹃+星叶蟹甲草混合凋落物土壤动物个体密度和类群数均在分解8个月时高于单种岳桦和星叶蟹甲草凋落物。混合凋落物对土壤动物个体密度,类群数和多样性指数的促进作用只是短期效应。在这6种凋落物处理中,星叶蟹甲草凋落物分解速率最快,牛皮杜鹃凋落物分解速率最慢。牛皮杜鹃在分解前12个月的分解速率要快于12~24个月的分解速率。岳桦+牛皮杜鹃和岳桦+牛皮杜鹃+星叶蟹甲草混合凋落物,其分解速率高于单种牛皮杜鹃的分解速率;岳桦+星叶蟹甲草和岳桦+牛皮杜鹃+星叶蟹甲草混合凋落物,其分解速率低于单种星叶蟹甲草的分解速率。
长白山低矮灌木林参与凋落物分解的土壤动物分属于17个不同的群体(目),其中包括5个优势类群,即革螨亚目、等节跳科、甲螨亚目、辐螨亚目和拟亚跳科,占总数的87.93%。同时,在分解过程中发现了常见类群,即线虫科、长角跳科和半翅目科,占总数的8.42%。此外,还有9个稀有种群占总数的3.65%。粗网(2mm)的凋落物分解速率大于细网(0.01mm)的凋落物分解速率,说明土壤动物对高山苔原生态系统中仙女木凋落物的分解有促进作用。枯枝落叶层位置特征具有一定的季节和年际差异,冬、春季净损失明显小于夏、秋季。土壤动物群落结构与凋落物质量损失呈显著负相关,土壤动物可以促进仙女木凋落物的分解,但是土壤动物的贡献随着凋落物分解在低矮灌木林中减少。