潘伊凌，黃驥，葛棟，丁瑩，柯欣，劉漫萍*

1. 上海自然博物館自然史研究中心，上?？萍拣^，上海 200127；2. 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，江蘇 南京 210008；3. 中國(guó)科學(xué)院植物生理生態(tài)研究所，上海 200032

城市高強(qiáng)度的人類活動(dòng)使得自然生境退化、萎縮、島嶼化，從而嚴(yán)重威脅城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量（陳水華等，2000，2002，2005；王勇等，2014；Voigt et al.，2015；趙風(fēng)斌等，2016）。上海由于高速城市化發(fā)展，城市野生動(dòng)物棲息地呈現(xiàn)高度的島嶼化現(xiàn)象（上海市綠化管理局公園綠地管理處等，2009）。為有效保護(hù)本土野生動(dòng)物資源，提升區(qū)域內(nèi)生物多樣性，維護(hù)城市生態(tài)安全，使基礎(chǔ)生態(tài)空間得到有效保護(hù)，自然濕地保有率和綜合物種指數(shù)得以提升，應(yīng)對(duì)野生動(dòng)物棲息地進(jìn)行有效的保護(hù)和管理（Balakrishnan et al.，2014；王薛婷，2013；Park et al.，2014；Gu et al.，2016）。為此，上海市實(shí)施了野生動(dòng)物重要棲息地恢復(fù)工程建設(shè)項(xiàng)目，浦江蛙類重要棲息地即是其中一項(xiàng)，于 2015年底完成。然而，恢復(fù)與保護(hù)工程建成的棲息地是否達(dá)預(yù)期目標(biāo)，其生態(tài)效益如何，管理措施是否得當(dāng)，植被搭配是否合理等都需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估。

浦江蛙類重要棲息地共有蛙類5種：澤蛙Rana limnocharis、金線蛙Rana plancyi、、黑斑蛙Rana nigromaculata、中華大蟾蜍Bufo bufogargarizans和飾紋姬蛙 Microhyla ornata，前3種為優(yōu)勢(shì)種（孫志明，1995；周亞平，2001；王偉等，2008；謝漢賓等，2018）。棲息地保護(hù)主體蛙類的幼體為雜食性，而成體以捕食動(dòng)物性食物為主，昆蟲和無脊椎動(dòng)物占了其食性的絕大多數(shù)（周亞平，2001；王偉等，2008；Khatiwada et al.，2016；Bernal et al.，2016）。不同蛙類因其生活環(huán)境的差異性，食性亦有所差別（孫志明，1995；Netherlands et al.，2015）。考慮到蛙類的活動(dòng)特點(diǎn)，其主要食物應(yīng)為各類地棲、草灌等生境中生活的昆蟲和其他節(jié)肢動(dòng)物。因此，不同類生境中昆蟲和其他節(jié)肢動(dòng)物的種類和數(shù)量是衡量蛙類棲息地環(huán)境質(zhì)量和保護(hù)實(shí)施是否成功的一個(gè)重要指標(biāo)（Xie et al.，2017）。

本研究的目的：通過對(duì)浦江蛙類保護(hù)棲息地 8類不同生境中以昆蟲為主的節(jié)肢動(dòng)物物種多樣性調(diào)查，了解（1）該區(qū)域物種多樣性特征和動(dòng)態(tài)變化；（2）由不同生態(tài)恢復(fù)和保護(hù)措施形成的不同生境中，物種多樣性或群落結(jié)構(gòu)特征的差異性；（3）這種不同生境造成群落結(jié)構(gòu)的差異與土壤環(huán)境的關(guān)聯(lián)。從而，利用節(jié)肢動(dòng)物特征來評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)蛙類棲息地的生態(tài)狀況和環(huán)境質(zhì)量（Bergman et al.，2016；Uchida et al.，2016；Ruttan et al.，2016），為浦江蛙類棲息地生態(tài)恢復(fù)與保護(hù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)提供方法，為方法的不斷完善提供科學(xué)依據(jù)，并進(jìn)一步提出合理化的建議和相關(guān)措施。由于采取的不同生態(tài)恢復(fù)和保護(hù)措施涉及蛙類保育、通道、種源、食源地等，因而，相應(yīng)形成的8類不同生境為：沼澤濕地、生態(tài)水道、生態(tài)復(fù)合林、喬木林、生態(tài)塘、湖畔綠地、自然水體和水稻田。采用地上網(wǎng)掃和地表陷阱兩種采樣方法，連續(xù)調(diào)查了3個(gè)季度，并測(cè)定了各生境的土壤理化特性。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)和生境類型

浦江蛙類重要棲息地位于上海市閔行區(qū)浦江鎮(zhèn)，保護(hù)區(qū)占地19.00 hm2，其中苗木面積約16.47 hm2，水域面積約 2.53 hm2。保護(hù)區(qū)建成前生態(tài)環(huán)境較惡劣：林相結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺乏灌叢和草本植物，水生植物種類少，缺少沉水和浮水植物；水系缺乏，水域面積小；人為干擾嚴(yán)重，農(nóng)藥和化肥導(dǎo)致水質(zhì)污染和富營(yíng)養(yǎng)化，人為捕捉金線蛙、黑斑蛙（青蛙）、紅點(diǎn)錦蛇Elaphe rufodorsata（蛇）、黑水雞Gallinula chloropus、黃鼬 Mustela sibirica和中華圓田螺Cipangopaludina chinensis（田螺）等現(xiàn)象嚴(yán)重。從而，導(dǎo)致無脊椎動(dòng)物少，不利于兩棲類生存。針對(duì)這些問題，實(shí)施蛙類保育、通道、種源、食源地等措施，并建立不同類型生境。將保護(hù)區(qū)分為8個(gè)不同類型生境地，各生境地特征描述如表 1，并對(duì)這8類樣地進(jìn)行調(diào)查。

表1 8個(gè)不同生境樣地生態(tài)環(huán)境特征Table 1 Features of ecological environment of the 8 different habitat sites

1.2 采樣地和樣方設(shè)置

在上述每生境內(nèi)設(shè)置100 m×100 m樣地，每樣地中設(shè)4個(gè)5 m×5 m的樣方，分別在樣地的4個(gè)角上，使樣方間相距約100 m，作為每個(gè)生境樣地的4個(gè)重復(fù)。對(duì)于樣地內(nèi)有水體的樣地，樣方橫跨水體兩側(cè)，每側(cè)2個(gè)。

1.3 采樣方法

各生境樣地均采集用于測(cè)定土壤理化性質(zhì)和節(jié)肢動(dòng)物樣品。為更全面地反映生境地狀況，節(jié)肢動(dòng)物同時(shí)采集地上和地表的種類。（1）土壤理化性質(zhì)：每樣地的每樣方采0.25 kg土壤，然后，將一個(gè)樣地4個(gè)樣方的土壤合并為一個(gè)1 kg的混合樣，用于測(cè)定代表該樣地的土壤理化特性。（2）地上節(jié)肢動(dòng)物：主要是昆蟲，采用網(wǎng)掃法采集，以樣地內(nèi)每樣方努力捕捉量作為對(duì)比的依據(jù)（中國(guó)蝴蝶標(biāo)準(zhǔn)），本研究捕蟲網(wǎng)每樣方網(wǎng)掃往復(fù) 100次，將獲得的標(biāo)本作為該樣方的樣品。（3）地表節(jié)肢動(dòng)物：包括地表昆蟲、土壤跳蟲和其他土壤節(jié)肢動(dòng)物的種類，采用陷阱法采集（土壤動(dòng)物國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)）：每樣方內(nèi)放置4個(gè)引誘杯，分別放在樣方的 4個(gè)角上，采樣后，將 4個(gè)杯中的樣品合并為1個(gè)混合樣作為該樣方的樣品；采用7 cm口徑、10 cm高塑料杯作為陷阱引誘杯，將Tome氏收集液（1000 mL異丙醇，30 mL冰醋酸，3 mL福爾馬林）40～60 mL倒入引誘杯中（約在杯的1/3～1/2處），將杯鑲埋在土壤中，杯口略低于土表約0.5 cm，48 h后取出（中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)院研究院植物生理生態(tài)研究所等，2014）。

1.4 采樣時(shí)間

2016年分3個(gè)季節(jié)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查，時(shí)間分別為：6月、9月、12月。

1.5 分類鑒定

所有標(biāo)本分類到種水平。主要參考工具書為：中國(guó)亞熱帶土壤動(dòng)物（尹文英等，1992），中國(guó)蜘蛛原色圖鑒（馮鐘琪，1990），中國(guó)蝶類志（周堯，1994），中國(guó)蛾類圖鑒 I，II，III，IV（中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所，1981—1983），普通昆蟲學(xué)（彩萬志等，2001），中國(guó)昆蟲生態(tài)大圖鑒（張巍巍等，2011），常見鳴蟲的選養(yǎng)和觀賞（金杏寶等，1996），多彩的昆蟲世界（趙梅君等，2004），河南蜻蜓志（王治國(guó)，2007），天目山動(dòng)物志-（第 3卷）（吳鴻，2014），無脊椎動(dòng)物學(xué)（堵南山等，1989），中國(guó)珍稀昆蟲圖鑒（陳樹椿，1999），上海城區(qū)野生高等植物圖譜（秦祥堃等，2016），上海樹木圖說（孫吉良等，2005），佘山常見種子植物圖譜（秦祥堃等，2013）。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用下列數(shù)據(jù)分析方法和指標(biāo)對(duì)不同生境、季節(jié)和采樣方法的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析（中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)院研究院植物生理生態(tài)研究所等，2014）。

1.6.1 種類組成

每樣地出現(xiàn)的節(jié)肢動(dòng)物種類和種類數(shù)。

1.6.2 群落結(jié)構(gòu)

每樣地群落結(jié)構(gòu)的描述采用下列最常用的4個(gè)群落結(jié)構(gòu)指數(shù)，每樣方作為一個(gè)重復(fù)，4個(gè)樣方的平均數(shù)值作為該樣地的指數(shù)值（柯欣等，2004；劉漫萍等，2007）。

（1）物種豐富度：每樣方內(nèi)的種類數(shù)（S）

（2）密度：樣方內(nèi)每平方米面積所有種群的個(gè)體數(shù)：

（3）Shannon-Wiener指數(shù)：每樣方的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)值：

（4）均勻度指數(shù)：每樣方的 Pielou均勻度指數(shù)值：

式中，S：樣方內(nèi)的種類數(shù)。D：樣方內(nèi)種群密度（indv.·m-2）。N：樣方內(nèi)所有種群個(gè)體數(shù)。A：樣方面積（m2）。H′：樣方的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)。Pi：種i的個(gè)體數(shù)占樣方內(nèi)總個(gè)體數(shù)的比例。J′：樣方的 Pielou均勻度指數(shù)值。H：，Hmax：Shannon-Wiener多樣性指數(shù)的最大值（log2S）。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

同季節(jié)的不同生境間或采樣方法間的數(shù)據(jù)比較，采用單因子方差分析（One-way ANOVA），平均數(shù)間的顯著性差異采用 Tukey HSD檢驗(yàn)，用Statistics v.7.0（StatSoft，Tulsa，OK）統(tǒng)計(jì)分析軟件；物種多樣性與土壤環(huán)境因子的相關(guān)性，以及這種相關(guān)性在不同生境間的差異，采用多元相關(guān)分析的去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析（DCA）和線性模型-冗余分析（RDA），用CANOCO for Windows v.4.5生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)多元統(tǒng)計(jì)分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛙類棲息地不同生境的土壤理化性質(zhì)

該地域土壤總體呈堿性，除喬木林呈微堿性外，其他生境樣地pH均較高；土壤含水量高，最低的水稻田亦達(dá)60%，其他樣地均在70%以上；土壤機(jī)械組成（粘粒、粉粒、砂粒比例）適中（表2）。水稻田的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效態(tài)（銨態(tài)和硝態(tài)）氮和速效磷的含量均較高。生態(tài)水道和生態(tài)復(fù)合林的有機(jī)質(zhì)和全氮的含量亦較高，但速效態(tài)氮和速效磷明顯低于水稻。生態(tài)塘的有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷、速效態(tài)氮和速效磷的含量均較低。陽離子交換量、全鉀和速效鉀在生境樣地間差異不大。

表2 8個(gè)不同生境樣地的土壤理化性質(zhì)Table 2 Soil physicochemical properties of the 8 different habitat sites

2.2 蛙類棲息地地上和地表節(jié)肢動(dòng)物的種類組成

2.2.1 地上種類組成

用網(wǎng)掃法對(duì)全部 8個(gè)不同生境樣地進(jìn)行了采集，共獲標(biāo)本6綱18目101科182種4322頭，其中，昆蟲綱為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占全捕量的84.91%（表3）。這些標(biāo)本中，沒有明顯的優(yōu)勢(shì)種（個(gè)體數(shù)＞全捕量的10%），而是由常見種（1%～10%）和稀有種（＜1%）組成。常見種有30種，如昆蟲綱的點(diǎn)蜂緣蝽Riptortus pedestris、廣二星蝽Stollia ventralis、斑須蝽Dolycoris baccarum、絹野螟 Diaphania indica、斑緣豆粉蝶Colias erate、毛翅夜蛾Dermaleipa juno、七星瓢蟲Coccinella septempunctata、黃脛小車蝗 Oedaleus infernalis inferalis、中華草蛉Chrysoperla sinica等，有捕食性也有植食性的。蛛形綱和寡毛綱中也有常見種，如寡毛綱的赤子愛勝蚓Eisenia foetida。稀有種153種，為大多數(shù)，如疣蝗Trilophidia annulata、斑翅草螽 Conocephalus maculatus、素色似織螽Hexacentrus unicolor、短額負(fù)蝗 Atractomorpha sinensis、琉球橘黃蟌Ischnura senegalensis、褐肩灰蜻Orthetrum internum、紅蜻Crocothemis servilia、中華大刀螳 Tenodera sinensis、紅脊長(zhǎng)蝽Tropidothorax elegans、斐豹蛺蝶 Argyreus hyperbius、藍(lán)灰蝶Everes argiades、虎斑蝶Danaus genutia、紫綠姬蜂Chlorocryptus purpuratus等。這一地上種類組成表現(xiàn)為種類多、數(shù)量少的特點(diǎn)。

表3 網(wǎng)掃法獲地上節(jié)肢動(dòng)物標(biāo)本種類、數(shù)量和各種類占總個(gè)體數(shù)量百分比Table 3 Species and groups of arthropods above ground, their individual number and the percentage to total individuals of specimens collected by net sweeping method

2.2.2 地表種類組成

用陷阱法對(duì)8個(gè)樣地中的6個(gè)進(jìn)行了采集（水稻田和生態(tài)塘由于實(shí)際情況設(shè)置陷阱較困難沒有調(diào)查），共獲標(biāo)本8綱22目66科83種30078頭（表4）。陷阱獲得的地表種類小于網(wǎng)掃的地上種類數(shù)，但在標(biāo)本數(shù)量上，陷阱遠(yuǎn)超網(wǎng)掃。在這些陷阱標(biāo)本中，昆蟲綱亦為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占全捕量的95.21%，蛛形綱次之，占3.85%，其他6綱占0.91%。該83種中，有明顯的優(yōu)勢(shì)種，主要為土壤弾尾綱和昆蟲綱蟻科的種類。優(yōu)勢(shì)種為弾尾綱的簡(jiǎn)近缺跳paranurophorus simplex、弾尾綱擬齒毛德跳Desoria pseudosetispinosa和昆蟲綱蟻科一種 Formicidae Sp.1，分別占全捕量的31.16%、26.23%和25.71%。常見種4種為弾尾綱少氏刺齒跳Homidia sauteri、蛛形綱狼蛛科一種Lycosidae Sp.1、昆蟲綱薊馬科一種Thripidae Sp.1和昆蟲綱蚊科一種Culicidae Sp.1。稀有種亦為大多數(shù)，77種，如昆蟲綱的短額負(fù)蝗Atractomorpha sinensis、黃臉油葫蘆 Teleogryllus emma、東方螻蛄 Gryllotalpa orientalis、迷卡斗蟋Velarifictorus micado、毛胸青步甲 Chlaenius nigricans等。

表4 陷阱法獲土表節(jié)肢動(dòng)物標(biāo)本種類、數(shù)量和各種類占總個(gè)體數(shù)量百分比Table 4 Species and groups of arthropods on soil surface, their individual number and the percentage to total individuals of specimens collectedby pitfall trapping method

2.3 不同生境節(jié)肢動(dòng)物種類組成和季節(jié)變化

2.3.1 地上節(jié)肢動(dòng)物

總體來說，地上節(jié)肢動(dòng)物以湖畔綠地、生態(tài)復(fù)合林和沼澤濕地的種數(shù)和個(gè)體數(shù)為最多，在 66～67種和347～462個(gè)體；水稻田和生態(tài)塘較少，分別為56與52種和188與245個(gè)體（表5）。各生境大多沒有明顯的優(yōu)勢(shì)種，只有喬木林、生態(tài)塘和生態(tài)復(fù)合林分別有1個(gè)（廣二星蝽Stollia ventralis）、1個(gè)（小長(zhǎng)蝽Nysius ericae）和2個(gè)（中稻緣蝽Leptocorisa chinensis和稻棘緣蝽Cletus punctiger）優(yōu)勢(shì)種，均為昆蟲綱。湖畔綠地和生態(tài)水道的稀有種數(shù)較多分別為55和51種，而常見種則較少，都為12種；水稻田則剛好相反，是常見種較多（44種），稀有種較少（12種）；其他生境均為常見種數(shù)與稀有種數(shù)相差不大。各生境都是9月的種數(shù)和個(gè)體數(shù)均遠(yuǎn)高于其他兩個(gè)季節(jié)（6月和12月），6月的種數(shù)和個(gè)體數(shù)大多略高于12月，只有生態(tài)復(fù)合林是12月高于6月，湖畔綠地則是6月個(gè)體數(shù)高于而種數(shù)低于12月。

2.3.2 地表節(jié)肢動(dòng)物

地表節(jié)肢動(dòng)物種數(shù)低于地上節(jié)肢動(dòng)物，但個(gè)體數(shù)遠(yuǎn)高于地上節(jié)肢動(dòng)物（表5）。地表節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體數(shù)以沼澤濕地為最多，達(dá)10921個(gè)體，其次為生態(tài)水道，3917個(gè)體；種數(shù)以喬木林和生態(tài)水道較多，分別為46和44種。與地上節(jié)肢動(dòng)物不同，地表節(jié)肢動(dòng)物均有明顯的優(yōu)勢(shì)種。生態(tài)水道、沼澤濕地和自然水體為3相同優(yōu)勢(shì)種：擬齒毛德跳和簡(jiǎn)近缺跳（弾尾綱）及蟻科一種（昆蟲綱）；湖畔綠地亦為 3優(yōu)勢(shì)種：擬齒毛德跳、簡(jiǎn)近缺跳和薊馬科 1種Thripidae sp.（昆蟲綱）；喬木林和生態(tài)復(fù)合林均為2優(yōu)勢(shì)種：擬齒毛德跳和蟻科1種（喬木林）和擬齒毛德跳和簡(jiǎn)近缺跳（生態(tài)復(fù)合林）。各生境的稀有種均遠(yuǎn)多于常見種，常見種數(shù)與優(yōu)勢(shì)種數(shù)相當(dāng)。與地上節(jié)肢動(dòng)物相似，各生境都是9月個(gè)體數(shù)遠(yuǎn)高于其他兩個(gè)季節(jié)，除了自然水體與其他兩季節(jié)相近。但物種數(shù)情況與地上節(jié)肢動(dòng)物有所不同。9月喬木林、生態(tài)水道和沼澤濕地的種數(shù)均低于6月，其他生境兩季節(jié)間相似。各生境 12月的種數(shù)和個(gè)體數(shù)均為3個(gè)季度中最少，除了湖畔綠地的個(gè)體數(shù)與6月的相似。

2.4 不同生境節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征和季節(jié)變化

這里的群落結(jié)構(gòu)特征分析是以各生境樣地內(nèi)的樣方作為調(diào)查單元，每樣方的數(shù)據(jù)作為樣地的一個(gè)重復(fù)樣本。群落結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)的密度單位是每平方米個(gè)體數(shù)（indv.·m-2），物種豐富度是每樣方種數(shù)（species·m-2）。香濃多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)沒有單位，就是樣方的指數(shù)值。因此，群落結(jié)構(gòu)特征分析是定量的，不同樣地間的比較是在統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上的。

表5 網(wǎng)掃法地上節(jié)肢動(dòng)物在8生境樣地和陷阱法地表節(jié)肢動(dòng)物在6生境樣地的種數(shù)、個(gè)體數(shù)及季節(jié)變化（6月、9月、12月）以及優(yōu)勢(shì)種、常見種和稀有種數(shù)Table 5 Species number, individual number and their seasonal fluctuation (Jun, Sep and Dec) and number of dominant, common and rare species of arthropods above ground collected by net sweeping method in the 8 different habitats and arthropods on soil surface collected by pitfall trapping method in the 6 different habitats

2.4.1 地上群落結(jié)構(gòu)特征

在不同生境樣地間，12月地上節(jié)肢動(dòng)物的密度、物種豐富度、香濃多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均出現(xiàn)了顯著性差異，9月僅均勻度指數(shù)出現(xiàn)了顯著性差異，而6月各指數(shù)均無顯著性差異（表 6）。在12月，生態(tài)復(fù)合林樣地的密度和物種豐富度分別達(dá) 21.5 indv.·m-2和 11.3 species·m-2，分別為其他樣地的1.4～6.1倍和1.4～4.0倍；多樣性指數(shù)達(dá)3.1，分別是喬木林、生態(tài)塘和自然水體的2.1～2.6倍（表7）。接下來，較高的是湖畔綠地和沼澤濕地。湖畔綠地物種豐富度為8.2 species·m-2、多樣性指數(shù)為2.8，分別為兩最低樣地喬木林和生態(tài)塘的2.9倍和2.6倍、2.0倍和2.3倍；沼澤濕地的物種豐富度為6.5 species·m-2、多樣性指數(shù)為2.4，分別為喬木林和生態(tài)塘的2.3倍和2.2倍、1.7倍和2.0倍。均勻性指數(shù)在不同生境樣地間變化不大，只有12月的生態(tài)塘顯著地低于湖畔綠地和 9月的水稻田顯著高于湖畔綠地。對(duì)于季節(jié)變化，所有樣地基本都是9月密度、物種豐富度和多樣性指數(shù)最高，而均勻度指數(shù)季節(jié)間變化不大。最高密度、物種豐富度和多樣性指數(shù)分別為9月的生態(tài)復(fù)合林、沼澤濕地和湖畔綠地。

2.4.2 地表群落結(jié)構(gòu)特征

地表節(jié)肢動(dòng)物在8個(gè)樣地中調(diào)查了6個(gè)，水稻田和生態(tài)塘未做調(diào)查。與地上節(jié)肢動(dòng)物不同，地表節(jié)肢動(dòng)物在不同生境樣地間的顯著性差異主要出現(xiàn)在6月。在不同生境樣地間，6月地表節(jié)肢動(dòng)物的密度、香濃多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)出現(xiàn)了顯著性差異，12月多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)出現(xiàn)了顯著差異，而9月密度、多樣性指數(shù)和均勻度均無顯著性差異，6月、9月、12月，物種豐富度均未出現(xiàn)顯著性差異（表6）。在6月，沼澤濕地和生態(tài)水道的密度最高。沼澤濕地的密度分別為湖畔綠地和喬木林的3.0倍和2.5倍，生態(tài)水道為湖畔綠地的2.5倍（表7）。相反的，多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)都是湖畔綠地最高，生態(tài)復(fù)合林最低。在 12月，多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)都是生態(tài)水道最高，湖畔綠地最低。在季節(jié)變化上，所有樣地基本是9月密度較高，其中又以沼澤濕地為最高；6月密度略高于12月。物種豐富度基本是6月最高，亦是沼澤濕地最高，9月次之，12月最小。多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)總體不算高，季節(jié)間差異不大，最高為9月的自然水體。

2.5 不同生境節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征與土壤環(huán)境的關(guān)聯(lián)

通過對(duì)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行非約束性排序-去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析（DCA分析），結(jié)果中對(duì)于地上和地表節(jié)肢動(dòng)物四個(gè)軸的最大梯度分別為0.398和0.154，因此，該地上和地表“群落結(jié)構(gòu)特征-環(huán)境因子”相關(guān)度均應(yīng)采用線性模型-冗余分析（RDA）（Lep? et al.，2003）。將所有測(cè)得的土壤環(huán)境因子（見表2）與密度、物種豐富度、香濃多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)進(jìn)行RDA分析。對(duì)地上節(jié)肢動(dòng)物，提取的 2個(gè)有效排序軸特征值分別為0.106和0.002，累計(jì)貢獻(xiàn)率為10.8%，其中，主要為第一排序軸，貢獻(xiàn)率 10.6%；對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物，2個(gè)排序軸特征值為0.286和0.000，累計(jì)貢獻(xiàn)率為 28.6%，全部由第一排序軸貢獻(xiàn)。對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行非限制性蒙特卡羅置換檢驗(yàn)（Unrestricted Monte Carlo Permutation Test）結(jié)果顯示，對(duì)地上節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)而言，土壤環(huán)境因子對(duì)其無顯著性影響。各環(huán)境因子對(duì)地上節(jié)肢動(dòng)物影響程度的重要性或適合度（Extra fit）均很小，最大的只有3%，分別為土壤含水量、硝態(tài)氮和速效磷（圖 1A）。而對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物，土壤環(huán)境因子有顯著影響的趨勢(shì)（F=5.86，P=0.063，置換次數(shù)=499）。對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物影響最大的3個(gè)因子是砂土含量、壤土含量和全鉀，適合度為23%～27%；其次是陽離子交換量、粘粒含量、速效鉀和全磷，適合度 9%～18%；其他因子的適合度均小于2%（圖1B）。由節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征與土壤環(huán)境因子相關(guān)性的RDA二維排序圖，根據(jù)各射線夾角，總體來看：砂土含量和全磷與節(jié)肢動(dòng)物密度呈正相關(guān)，而壤土和黏土含量、全鉀和速效鉀、及陽離子交換量則與節(jié)肢動(dòng)物密度呈負(fù)相關(guān)（圖1B）。

表6 地上（網(wǎng)掃法）和地表（陷阱法）節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征在不同生境樣地間比較的單因子方差分析的F和P值Table 6 F- and P-values of one-way ANOVA for comparison of community structure features of arthropods above ground (net sweeping method) and on soil surface (pitfall trapping method) between the different habitats

表7 網(wǎng)掃法地上節(jié)肢動(dòng)物在8生境樣地、陷阱法地表節(jié)肢動(dòng)物在6生境樣地的群落結(jié)構(gòu)指數(shù)和季節(jié)變化（6月、9月、12月）Table 7 Community structure and seasonal fluctuation (Jun, Sep and Dec) of arthropods above ground by net sweeping method in the 8 habitats and arthropods on soil surface by pitfall trapping method in the 6 habitats

由 RDA排序圖分析不同生境與節(jié)肢動(dòng)物的關(guān)系可知，地上節(jié)肢動(dòng)物的密度、物種豐富的和多樣性指數(shù)的射線方向與生態(tài)復(fù)合林、湖畔綠地和沼澤濕地分布在同側(cè)，而與水稻田、生態(tài)塘和喬木林分布在正相反的方向。說明地上節(jié)肢動(dòng)物密度、物種多樣性和多樣性指數(shù)增長(zhǎng)的方向是指向生態(tài)復(fù)合林、湖畔綠地和沼澤濕地，而減低的方向是指向水稻田、生態(tài)塘和喬木林（圖1A）。對(duì)于地表節(jié)肢動(dòng)物，密度的射線方向與沼澤濕地和生態(tài)水道分布在同側(cè)，而與喬木林和湖畔綠地分布在正相反的方向，說明地表節(jié)肢動(dòng)物密度增長(zhǎng)的方向是指向沼澤濕地和生態(tài)水道的，而減低的方向是指向喬木林和湖畔綠地（圖1B）。這些與上述地上和地表節(jié)肢動(dòng)物不同生境種類組成及群落結(jié)構(gòu)特征分析結(jié)果是完全一致的。

圖1 地上（A）和地表（B）節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征-環(huán)境因子相關(guān)RDA排序圖Fig.1 RDA analysis ordination diagram of community structure features-environment relationships for arthropods above ground (A) and on soil surface (B)HPLD：湖畔綠地Green land by lake；QML：?jiǎn)棠玖諥rbor forests；SDT：水稻田Paddy rice fields；STFHL：生態(tài)復(fù)合林Ecological complex stands；STSD：生態(tài)水道 Ecological canal；STT：生態(tài)塘 Ecological pool；ZHZ：沼澤濕地 Marsh wetland；ZRST：自然水體 Natural water body。D：密度 Density；S：物種豐富度Species richness；H′：香濃多樣性指數(shù)Shannon diversity index；J′：均勻度指數(shù)。SEF：土壤環(huán)境因子Soil environmental factor；%：經(jīng)非限制性蒙特卡羅置換檢驗(yàn)（置換次數(shù)=499）提取的土壤環(huán)境因子對(duì)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)影響的程度或適合度Extract fit of effect of soil environmental factors on arthropod community structure by Unrestricted Monte Carlo Permutation Test (number of permutation=499)。pH：酸堿度 pH value；OM：有機(jī)質(zhì)Organic matter；CE：陽離子交換量Cation exchange capacity；WC：含水量Water content；TN：全氮Total Nitrogen；AmN：銨態(tài)氮Ammonium nitrogen；NiN：硝態(tài)氮 Nitrate nitrogen；TPh：全磷 Total phosphorus；TPo：全鉀Total potassium；RPh：速效磷R(shí)apid available phosphorus；RPo：速效鉀Rapid available potassium；San：砂土Sand；Sil：壤土Silt；Cla：黏土Clay

3 討論

從上述結(jié)果總體來看，不同生境間節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)不同，反映出不同生境環(huán)境條件對(duì)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響（Ruf et al.，2003；Dorazio et al.，2006；李志剛等，2010；Berg et al.，2011；符方艷等，2015）。由于節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征與不同生境的土壤理化特性相關(guān)聯(lián)，表明土壤理化特性是造成不同生境影響節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的環(huán)境因子。由于棲息地保護(hù)工程的實(shí)施，包括土地利用方式、管理措施和植被搭配等，最早得到改善的通常是土壤理化特性（張瀲波等，2013；Wu et al.，2017），因此，由于土壤理化特性的改變而造成的對(duì)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的改變是能夠較實(shí)際地反映生態(tài)保護(hù)工程的保護(hù)管理質(zhì)量和效果的。

3.1 節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與生境環(huán)境密切相關(guān)

節(jié)肢動(dòng)物種類組成、群落結(jié)構(gòu)特征和 RDA排序圖都一致地反映出節(jié)肢動(dòng)物在不同生境間差異，表明節(jié)肢動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)與其生境條件密切相關(guān)，會(huì)隨著生境環(huán)境條件的改變而變化；反過來，節(jié)肢動(dòng)物群落特征的改變亦能反映其生境環(huán)境的變化，從而，可對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)（楊貴軍等，2010；韓爭(zhēng)偉等，2013；Gu et al.，2016；Noreika et al.，2016；Gupta et al.，2017）。地上節(jié)肢動(dòng)物種類豐富度、密度和多樣性指數(shù)在生態(tài)復(fù)合林、湖畔綠地和沼澤濕地較高，反映出這些生境的生態(tài)環(huán)境較好；而在水稻田和生態(tài)塘較低，則反映出這些生境的生態(tài)環(huán)境較差。地表節(jié)肢動(dòng)物密度和多樣性指數(shù)反映出沼澤濕地和生態(tài)水道的生態(tài)環(huán)境較好，而喬木林較差。生態(tài)復(fù)合林主要是荒地生境，體現(xiàn)了上海野生荒地的特點(diǎn)。冬季不除雜草或雜草保留的管理方式為過冬的昆蟲及其他節(jié)肢動(dòng)物提供了生存隱蔽越冬場(chǎng)所，是典型的荒地生境昆蟲分布特點(diǎn)，從而，提高了節(jié)肢動(dòng)物的生物多樣性（劉任濤等，2011，2013），為蛙類保存了豐富的越冬食物。生態(tài)復(fù)合林這種林灌草結(jié)合的種植方式，對(duì)蛙類的棲息地是個(gè)有益的嘗試。湖畔綠地亦主要是荒地生境，地塊較大，可為不同類型的昆蟲提供較大的生存空間，一年四季幾乎都有植被生長(zhǎng)，故昆蟲相對(duì)比較穩(wěn)定和豐富，有利于蛙類的繁殖生長(zhǎng)。如果植物種植種類能再多樣化一些，可更增加昆蟲種類的豐富度，從而有利于形成一個(gè)穩(wěn)定的蛙類食物鏈。沼澤濕地具明顯自然狀態(tài)荒地生境與半濕地生境昆蟲的分布特征，已基本做到粗放人工管理和盡可能保留上海本土雜草。因此，該生境地上群落種類豐富度和個(gè)體數(shù)以及地表群落個(gè)體數(shù)密度均較高（馬玲等，2011；蘇蘭等，2012；王珊珊等，2012）。除昆蟲種類外，還有較多的雙殼綱及腹足綱等其他節(jié)肢動(dòng)物的種類。另外還有大量體現(xiàn)沼澤濕地和草叢分布的種類，如大紅蛺蝶Vanessa indica、藍(lán)灰蝶、黃鉤蛺蝶 Polygonia c-aureum、龜紋瓢蟲 Propylea japonica、綠蟹蛛Oxytate sp.、點(diǎn)蜂緣蝽、三角蟹蛛Thomisus okinawensis等。生態(tài)水道與沼澤濕地相似亦是荒地與濕地生境，面積較大，保留上海本土野生雜草較多。因此，該生境的節(jié)肢動(dòng)物種類亦比較豐富（劉任濤等，2011，2013）。這表明生態(tài)水道生境已基本按當(dāng)初設(shè)計(jì)的粗放管理、大量保留本土生境的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行，為蛙類生長(zhǎng)提供了豐富的食料。與上述4生境相比，下面的4個(gè)生境（水稻田、生態(tài)塘、喬木林和自然水體）節(jié)肢動(dòng)物的豐富度較低，反映出生境環(huán)境較差。水稻田節(jié)肢動(dòng)物的常有種遠(yuǎn)大于稀有種，這一特點(diǎn)表現(xiàn)了明顯的人工種植農(nóng)田與其他自然生境的差異。由于水稻田的植被單一性且隨季節(jié)變化較大（在第三季幾乎沒有植被，僅零星雜草生長(zhǎng)），所以水稻田的節(jié)肢動(dòng)物種類和數(shù)量均較少。之所以還保持了一定的種類和數(shù)量，是因?yàn)樗咎锼闹艿碾s草沒有拔除，這為昆蟲生長(zhǎng)提供了庇護(hù)越冬場(chǎng)所，有利于蛙類來年生長(zhǎng)。生態(tài)塘表現(xiàn)出明顯的水生生境昆蟲分布與荒地生境昆蟲分布的特點(diǎn)。水邊的挺水植物因種植時(shí)間較短，尚未形成規(guī)模，塘邊荒地生境種植的白花三葉草雖面積較大，但植被相對(duì)單一。因此，其節(jié)肢動(dòng)物種類遠(yuǎn)低于生態(tài)水道。如塘邊生境能有較多的本地雜草生長(zhǎng)，可能會(huì)更有利于昆蟲種類和數(shù)量分布。喬木林節(jié)肢動(dòng)物種豐富度主要是由于9月草荒地上大量雙穗雀稗、狗尾草和蟋蟀生長(zhǎng)茂盛，為林下的蛙類提供了豐富昆蟲食源。但 11月的人工除草，使得節(jié)肢動(dòng)物分布銳減。冬季除草焚燒的人工管理使得喬木林的節(jié)肢動(dòng)物種類和數(shù)量都較一般自然生境少。因此，這種雜草焚燒的做法對(duì)蛙類棲息地是不利的。自然水體生境的節(jié)肢動(dòng)物分布表現(xiàn)了明顯的荒地生境的分布特點(diǎn)。但由于冬季有明顯的焚燒落葉和除草的人工管理方式，致使昆蟲數(shù)量和種類銳減，蛙類后續(xù)生長(zhǎng)較為不利。

3.2 地上和地表節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)對(duì)生境環(huán)境的反應(yīng)不同

前面已看到不同生境環(huán)境對(duì)地上節(jié)肢動(dòng)物和對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物的影響不同。地上節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)在不同生境間的差異性與地表節(jié)肢動(dòng)物在不同生境間的差異性不同，地上節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化特征與地表節(jié)肢動(dòng)物的季節(jié)變化特征也不同。這說明不同生境對(duì)地上和地表節(jié)肢動(dòng)物的影響不同，從而也導(dǎo)致了用地上和地表節(jié)肢動(dòng)物群落特征對(duì)不同生境環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)和比較結(jié)果的不同（高艷美等，2016；馬玲等，2016）。各生境地上節(jié)肢動(dòng)物種類組成都表現(xiàn)出種類多、數(shù)量少這一特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)種沒有或不明顯。這特點(diǎn)體現(xiàn)出浦江蛙類棲息地為草叢及林灌生境，其本質(zhì)還是自然野生狀態(tài)。與都市常見荒地生境的昆蟲分布特征一致（劉任濤等，2011，2013；Voigt et al.，2015），基本處于完全自然狀態(tài)，對(duì)蛙類的生長(zhǎng)具有積極的意義（Netherlands et al.，2015；Xie et al.，2017）。地表節(jié)肢動(dòng)物與地上節(jié)肢動(dòng)物相比表現(xiàn)出種類較少、而數(shù)量很大的特點(diǎn)，明顯為地棲節(jié)肢動(dòng)物的特點(diǎn)（柯欣等，2004；劉漫萍等，2007）。地表節(jié)肢動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種較明顯，為跳蟲（彈尾綱）和螞蟻（昆蟲綱）的種類。常見種為除彈尾綱的種類外，還有蛛形綱（如狼蛛）和昆蟲綱（如薊馬）的地棲種。稀有種中許多都為地棲昆蟲。這些大量的地棲節(jié)肢動(dòng)物為蛙類的生長(zhǎng)提供了豐富的食料。地上節(jié)肢動(dòng)物采用的是網(wǎng)掃法，主要獲取的為荒地生境草叢中生活的昆蟲及其他節(jié)肢動(dòng)物種類，而地表節(jié)肢動(dòng)物采用的是陷阱法，主要獲取的是地棲性昆蟲及其他節(jié)肢動(dòng)物種類，表現(xiàn)出明顯的草棲與地棲兩種不同生態(tài)位節(jié)肢動(dòng)物的分布特點(diǎn)。陷阱獲得的地表種類小于網(wǎng)掃的地上種類數(shù)，但在個(gè)體數(shù)量上，陷阱遠(yuǎn)超網(wǎng)掃。除了生態(tài)位不同，造成生境對(duì)地上和地表節(jié)肢動(dòng)物影響不同的另一個(gè)可能原因是土壤理化特性對(duì)地上和地表節(jié)肢動(dòng)物的影響不同。蒙特卡羅置換檢驗(yàn)結(jié)果顯示，土壤環(huán)境因子對(duì)地上節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)無顯著性影響，而對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物有顯著影響的趨勢(shì)。因此，生境環(huán)境對(duì)地上和地表節(jié)肢動(dòng)物影響的不同是由于其生態(tài)位或影響因子的不同，但影響的總體趨勢(shì)是一致的，地上和地表節(jié)肢動(dòng)物特征可以互相彌補(bǔ)、互為補(bǔ)充地反映生境環(huán)境的影響和變化。這樣，在對(duì)生境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和比較時(shí)，可同時(shí)采用地上和地表節(jié)肢動(dòng)物類群特征，以更全面地反映生境質(zhì)量。另外，從研究結(jié)果看，地上節(jié)肢動(dòng)物在秋季對(duì)環(huán)境變化更敏感，而地表節(jié)肢動(dòng)物在春季。

3.3 不同生境節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與土壤環(huán)境因子的關(guān)聯(lián)

研究結(jié)果顯示地表節(jié)肢動(dòng)物密度與土壤砂土含量和全磷呈正相關(guān)，而與壤土含量和黏土含量、全鉀和速效鉀、及陽離子交換量呈負(fù)相關(guān)。一般來說，土壤節(jié)肢動(dòng)物的密度極大地或完全取決于土壤的性質(zhì)（劉任濤等，2011，2013），其中，最主要影響土壤節(jié)肢動(dòng)物的土壤性質(zhì)是土壤 pH、有機(jī)質(zhì)含量、機(jī)械組成（砂土、壤土和黏土含量的比例）和陽離子交換量（U.S. Environmental Protection Agency，2005）。土壤節(jié)肢動(dòng)物喜歡在沙壤土中生活而不喜歡在黏土中生活，特別是小型節(jié)肢動(dòng)物（如跳蟲為本研究絕對(duì)優(yōu)勢(shì)類群），這點(diǎn)與節(jié)肢動(dòng)物與砂土含量呈正相關(guān)而與黏土含量呈負(fù)相關(guān)的研究結(jié)果一致。沼澤濕地的地表節(jié)肢動(dòng)物密度遠(yuǎn)高于其他生境，可能與沼澤濕地的砂土含量遠(yuǎn)高于其他生境而黏土含量遠(yuǎn)低于其他生境有關(guān)。地表節(jié)肢動(dòng)物（特別是小節(jié)肢動(dòng)物）大多是以地表的真菌為食物的，真菌的繁殖需要大量的磷營(yíng)養(yǎng)，而自然生態(tài)系統(tǒng)通常是磷營(yíng)養(yǎng)缺乏的，因此，磷含量高的生境，真菌的量會(huì)較高，從而，使得地表節(jié)肢動(dòng)物有較豐富的營(yíng)養(yǎng)來源。地表節(jié)肢動(dòng)物密度最高的沼澤濕地和生態(tài)水道其土壤磷含量也是這些生境中最高的。陽離子交換量反映土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況，全鉀和速效鉀主要是土壤水中的營(yíng)養(yǎng)元素。這些營(yíng)養(yǎng)因素對(duì)土壤節(jié)肢動(dòng)物有所影響，但要看營(yíng)養(yǎng)的來源。如果是天然的，則對(duì)節(jié)肢動(dòng)物的影響是正面的促進(jìn)作用，如果是農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)如鉀肥等，則影響就有可能是負(fù)面。土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量這兩個(gè)主要影響土壤節(jié)肢動(dòng)物的因子沒有出現(xiàn)彼此的影響或相關(guān)性，可能是這兩個(gè)因子對(duì)土表節(jié)肢動(dòng)物的影響不如對(duì)土內(nèi)的大。土壤環(huán)境因子對(duì)地上節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)無顯著性影響。因此，土壤環(huán)境因子對(duì)地上節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)無直接影響，對(duì)地表節(jié)肢動(dòng)物有影響，但這種影響可能不如對(duì)土內(nèi)生節(jié)肢動(dòng)物大和直接。因而，進(jìn)一步的工作可考慮納入真正土生節(jié)肢動(dòng)物。

在該棲息地同步項(xiàng)目的蛙類調(diào)查結(jié)果顯示，通過人工配置和自然植被恢復(fù)、構(gòu)建生態(tài)水道以形成連通水系、以及設(shè)置生態(tài)小島和生態(tài)濕地的生態(tài)恢復(fù)生境，其蛙類密度遠(yuǎn)高于其他生境的密度：在繁殖期為其他生境的3.4倍，在非繁殖期為3.9倍（謝漢賓等，2018）。這與本研究節(jié)肢動(dòng)物亦在這類生境中種類較多、密度較高的結(jié)果是一致的。這類植被恢復(fù)、水系連通和生態(tài)小島或濕地生態(tài)恢復(fù)生境，一方面，如上所述有利于節(jié)肢動(dòng)物生長(zhǎng)、繁殖從而提供蛙類更多食物，另一方面，為蛙類提供了隱蔽、覓食和越冬場(chǎng)所和擴(kuò)散通道。

4 結(jié)論

對(duì)浦江蛙類棲息地的 8類不同生境樣地、一年 3個(gè)具有代表性季節(jié)，以及地上和地表節(jié)肢動(dòng)物，進(jìn)行了系統(tǒng)采樣并獲得了大量的數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明：節(jié)肢動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)與其生境條件密切相關(guān)，會(huì)隨著生境的改變而變化，因而，節(jié)肢動(dòng)物群落特征能夠反映其棲息環(huán)境的變化，從而，起到對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)的作用。用節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)對(duì)該 8類生境進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果為：生態(tài)復(fù)合林、沼澤濕地、生態(tài)水道和湖畔綠地生態(tài)環(huán)境較好，水稻田、生態(tài)塘、喬木林和自然水體較差。浦江蛙類棲息地在建設(shè)中需要注意或加強(qiáng)以下幾方面：（1）盡可能保留、容忍上海本土草本植物；（2）盡可能減少鋤草、燒荒的人工作業(yè)；（3）避免大面積單一植物種植，盡可能增加植物的種類；（4）保留林地下的枯枝落葉，杜絕焚燒落葉，為地棲性節(jié)肢動(dòng)物提供庇護(hù)場(chǎng)所。

總體來說，浦江蛙類棲息地的節(jié)肢動(dòng)物種類和數(shù)量比較豐富，接近自然狀態(tài)，這為蛙類的棲息地建設(shè)提供了很好的范本，值得推廣和借鑒。