贝加尔针茅草原中小型土壤动物群落对模拟氮沉降的响应

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lv_yj
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氮沉降是驱动陆地生态系统中生物多样性丧失的因素之一,而生物多样性是维持生态系统功能和提供生态系统服务的关键。土壤动物对维持陆地生态系统生物地球化学循环和生态功能起着关键作用。为了解析氮沉降对草甸草原中小型土壤动物群落的影响,于2010年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草甸草原设计了模拟氮沉降试验,设置0、15、30、50、100、150、200和300 kg·N·hm-2·yr-1等8个氮沉降梯度。于2019年和2020年分别在牧草返青期(5月)、生长期(8月)和枯黄期(9月末)采集了中小型土壤动物样品,分析了土壤动物群落结构和多样性的变化以及与环境因子之间的关系。主要研究结果如下:(1)在研究区共捕枯落物层中小型土壤动物1367只,其中优势类群为前气门亚目的巨须螨科和跗线螨科,分别占总捕获数的15.73%和11.41%。共捕获土层中小型土壤动物2038只,其中优势类群为前气门亚目的微离螨科和膜翅目的蚁科,占总捕获数的28.61%。且枯落物和土层所捕获的土壤动物的主要类群均为前气门亚目。(2)适量的氮沉降有利于中小型土壤动物群落的发展,枯落物层和土层中的土壤动物个体数和类群数均随着氮梯度的增加呈先上升后下降的趋势,拐点出现在N200处理,且N200处理显著高于对照N0和其他施氮处理(除N300处理外)(p<0.05)。贝加尔针茅草甸草原中小型土壤动物具有明显的表聚特征,但随着施氮量的增加土壤动物群落有向深层土壤迁移的趋势。试验区植被生长期良好的水热条件更适合中小型土壤动物群落发展。(3)枯落物层中小型土壤动物的多样性指数随氮梯的增加而增加,但不显著(p>0.05),而丰富度指数的最大值和均匀度指数的最小值均出现在N200处理。土层中小型土壤动物的多样性指数、丰富度指数和均匀度指数均随着氮梯度的增加呈先上升后下降趋势,拐点均出现在N200处理,且N200处理的多样性指数和丰富度指数均显著高于对照N0和其他施氮处理(p<0.05)。(4)枯落物层土壤动物疣(虫兆)科、类群数、长角(虫兆)科、厚厉螨科和等节(虫兆)科,以及土层土壤动物多样性指数、若甲螨科、等节(虫兆)科、类群数和均匀度指数等特征指标均对氮沉降最为敏感,可以作为氮沉降对草地生态系统影响的评价指标。而枯落物层和土层中主要类群的分布均可将氮梯度有效的分为三组,N0-N150处理一组、N200和N300各为一组,且结果表明N200分布类群最多。(5)氮沉降背景下中小型土壤动物群落分布与草地环境因子变化的相关性表明,枯落物C/N和枯落氮含量是驱动氮沉降对枯落物层土壤动物群落变异的主导因素,而土层土壤动物群落变异是由土壤环境因子和植物群落组成共同驱动的,其中占主导地位的为土壤环境因子,长期的氮沉降通过影响土壤动物的生活环境进而改变其群落结构。总体而言,氮沉降改变贝加尔针茅草原草地环境因子进而影响了枯落物层和土层中小型土壤动物群落结构组成、多度和多样性,且氮沉降对土壤动物群落发展有促进作用,但是存在阈值,本研究中氮沉降对土壤动物群落水平影响的阈值为200kg·N·hm-2·yr-1。
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