王利民

摘 要：該研究通過(guò)對(duì)落葉松人工林皆伐區(qū)與對(duì)照區(qū)土壤動(dòng)物進(jìn)行抽樣調(diào)查，分析比較皆伐對(duì)華北落葉松人工林土壤動(dòng)物群落的影響。共獲得土壤動(dòng)物4 740頭，4綱15目32個(gè)類群，通過(guò)分析皆伐與未皆伐林分土壤動(dòng)物的物種組成、群落結(jié)構(gòu)和物種多樣性，結(jié)果表明，蜱螨目、彈尾綱為皆伐華北落葉松人工林土壤動(dòng)物的優(yōu)勢(shì)類群，共占物種總數(shù)的88.36%，且皆伐區(qū)土壤動(dòng)物群落Shannon-Weiner多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Pielou均度指數(shù)有所提高，而優(yōu)勢(shì)集中度指數(shù)C有所下降。

關(guān)鍵詞：土壤動(dòng)物；皆伐；華北落葉松；群落結(jié)構(gòu)；生物多樣性

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）14-0037-03

Abstract：In order to understand the effects of clear cutting on soil fauna，this study investigated the soil animal in clear cutting area and control area of Larix principis-rupprechtii plantation.We collected 4740 individuals belong to 33 groups，14 orders and 4 classes.Statistical analysis of species composition，community structure and biodiversity of soil fauna in control and clear cutting area showed that the dominant groups were Acarina and Collembola which accounted for 88.36% of the total number of species in total. Analysis also shows that Shannon-Weiner biodiversity index，Pielou evenness index and Simpson diversity index were increased in clear cutting area，while the dominant concentration index was decreased.

Key words：Soil animal；Clear cutting；Larix principis-rupprechtii；Community structure；Biodiversity

1 引言

華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）是華北林區(qū)營(yíng)造速生豐產(chǎn)林主要的樹(shù)種之一，由于大面積營(yíng)造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、樹(shù)種單一的同齡華北落葉松純林，并且受不合理的造林技術(shù)以及人為干擾的影響，較多的林分開(kāi)始出現(xiàn)生長(zhǎng)衰退、水源涵養(yǎng)功能降低等現(xiàn)象，導(dǎo)致相當(dāng)數(shù)量的華北落葉松人工林病蟲(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重[1]。皆伐是指在一個(gè)采伐季節(jié)內(nèi)，將伐區(qū)上的林木全部伐除的森林主伐方式[2]。由于皆伐改變了林地的光照、地表溫度、土壤水分和降水分配方式等特征，從而加快了林地凋落物及采伐剩余物的分解速度，釋放出較多的速效養(yǎng)分[3]。土壤動(dòng)物是指其生活史中有一段時(shí)期在土壤中度過(guò)，且對(duì)土壤有一定影響的動(dòng)物[4]，其在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中起著中間環(huán)節(jié)的作用，扮演著分解者和消耗者的雙重作用。另外，由于土壤動(dòng)物生活周期短，對(duì)于外部環(huán)境的變化能迅速作出反應(yīng)，土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的變化能夠在一定程度上反應(yīng)其所在能林分的變化[5]。本文以皆伐區(qū)與未皆伐對(duì)照區(qū)華北落葉松人工林內(nèi)土壤為研究對(duì)象，分析皆伐對(duì)其物種多樣性的影響，以期為探究皆伐與森林生態(tài)系統(tǒng)健康和生物多樣性之間關(guān)系，優(yōu)化落葉松人工林經(jīng)營(yíng)技術(shù)措施提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況 研究區(qū)位于河北省木蘭圍場(chǎng)國(guó)有林場(chǎng)管理局（簡(jiǎn)稱木蘭林管局）龍頭山林場(chǎng)道壩子營(yíng)林區(qū)。地理坐標(biāo)為N41°35′～42°37′，E116°48′～118°20′；坡向西北，坡度20；海拔1 210m；年降雨量380～560mm，無(wú)霜期67～128d；土壤為棕壤。研究對(duì)象為1972年?duì)I造的華北落葉松人工純林，平均樹(shù)高10.5m，平均胸徑13.5cm，平均郁閉度0.35，平均密度為850株/hm2。由于研究區(qū)受人為干擾較大，林木生長(zhǎng)不良，故于2007年對(duì)部分林分進(jìn)行皆伐，同時(shí)保留未皆伐區(qū)作為對(duì)照。林內(nèi)灌木主要有柔毛繡線菊（Spiraea pubescens）、胡枝子（Lespedeza formosa）等。草本植物主要有苔草（Carex plantaginea）、小紅菊（Dendranthema chanetii.）、歪頭菜（Vicia unijuga）、豬毛蒿（Artemisia scoparia）、鵝絨萎陵菜（Potentilla anserina）、長(zhǎng)莖飛蓬（Erigeron acer）等。

2.2 土壤動(dòng)物的采集與鑒定 于2013年7月對(duì)華北落葉松人工林皆伐區(qū)及未處理對(duì)照區(qū)的土壤動(dòng)物進(jìn)行調(diào)查采集，分別在兩林地隨機(jī)選取5點(diǎn)，采集10cm×10cm凋落物層，使用內(nèi)徑5cm環(huán)刀采集0～10cm土壤層及10～20cm土壤層內(nèi)的土壤動(dòng)物。用封口袋帶回實(shí)驗(yàn)室采用干漏斗分離，分離得到的土壤動(dòng)物保存于75%乙醇溶液中，于雙目體視顯微鏡（Olympus，SZX10型）下觀察計(jì)數(shù)和分類鑒定；鑒于成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)在土壤中的功能和作用不盡相同，鑒定過(guò)程中分開(kāi)統(tǒng)計(jì)其種類與數(shù)量。土壤動(dòng)物的鑒定主要參考《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》、《昆蟲(chóng)分類學(xué)》、《幼蟲(chóng)分類學(xué)》等[6-16]文獻(xiàn)資料，鑒定到亞目或科。

2.3 統(tǒng)計(jì)分析 各指標(biāo)計(jì)算公式如下：

Simpson多樣性指數(shù)：[D=1-i=1sP2i=1-i=1sNiN2]；

群落的Pielou均勻度指數(shù)：[Jd=D/（1-1/S）]；

群落優(yōu)勢(shì)度指數(shù)：[C=pi×pi]；

物種豐富度指數(shù)：[d=S/N]。

式中：[pi]為第[i]個(gè)物種占得的比例，[S]為物種總數(shù)，[N]為群落中所有種的個(gè)體總數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 皆伐與對(duì)照林分的土壤動(dòng)物群落組成比較 本次調(diào)查共采集土壤動(dòng)物4 740頭，隸屬4綱15目32個(gè)類群。就平均密度而言（表1），蜱螨目和彈尾綱個(gè)體數(shù)最多，分別占個(gè)體總數(shù)的70.16%、18.20%；葉蟬科個(gè)體數(shù)最少，占個(gè)體總個(gè)數(shù)的0.01%。皆伐區(qū)采集土壤動(dòng)物4綱25類，對(duì)照區(qū)采集土壤動(dòng)物3綱20類。兩區(qū)優(yōu)勢(shì)類群均為物種為蜱螨目和彈尾綱，蜱螨目平均密度在皆伐區(qū)（16 253ind·m-2）少于對(duì)照區(qū)的（19 540ind·m-2）；彈尾綱平均密度在皆伐區(qū)（5 833ind·m-2）多于對(duì)照區(qū)（3 452ind·m-2）。

4 結(jié)論

本次調(diào)查共采集土壤動(dòng)物4 740頭，隸屬4綱15目32個(gè)類群。皆伐區(qū)土壤動(dòng)物的類群數(shù)和平均密度較對(duì)照區(qū)均有所增加；其中優(yōu)勢(shì)類群蜱螨目的平均密度在皆伐區(qū)的少于對(duì)照區(qū)，這可能是由于皆伐后土壤容重增大，持水性能下降，孔隙度減小，通氣性變差[17]，不適于蜱螨目的生存，另一優(yōu)勢(shì)類群彈尾綱呈相反趨勢(shì)。華北落葉松人工林皆伐跡地土壤動(dòng)物與未皆伐區(qū)土壤動(dòng)物相比較，Simpson多樣性指數(shù)D、Pielou均勻度指數(shù)Jd、豐富度d都有所提高，優(yōu)勢(shì)度與皆伐華北落葉松人工林外的土壤動(dòng)物相比較有所下降。皆伐后的華北落葉松人工林的土壤動(dòng)物的物種數(shù)、個(gè)體數(shù)、豐富度、均勻度和多樣性指數(shù)都稍高于之前的水平。本研究結(jié)果顯示，短期皆伐后隨著林地光照、地表溫濕度的改變，促進(jìn)了灌草層植被的生長(zhǎng)，在一定程度上加快了凋落物及采伐剩余物的分解速度，從而釋放出較多的速效養(yǎng)分，為土壤動(dòng)物提供了更多樣的食物種類，提高了其多樣性水平。

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（責(zé)編：張宏民）