广州白云山不同林分修复模式秋冬季土壤线虫群落结构特点

广州白云山不同林分修复模式秋冬季土壤线虫群落结构特点 广州白云山不同林分修复模式秋冬季土壤 线虫群落结构特点 第38卷第3期 2010年3月 东北林业大学 JOURNALOFNORTI-IE~STFORESTRYUNIVERSITY Vo1.38No.3 Mar.2010 广州白云山不同林分修复模式秋冬季土壤线虫群落结构特点) 佟富春谢正生 (华南农业大学,广州,510642) 陈步峰 (中国林业科学研究院热带林业研究所) 李锐辉陈康华刘晓璇李伟梅李泽亮王亚军邓碧晖 (华南农业大学) 共摘要对广州市白云山6种林分修复模式下土壤线虫群落结构进行了调查研究,得到土壤线虫7184头, 分另q隶属于37科63属.不同修复模式对土壤动物群落的组成和数量具有较大的影响.从季节变化来看,秋未冬 初时线虫种类和数量均高于冬季.从土壤动物类群数量的垂直分布来看,总体趋势是随着土壤层次的加深而递 减.食细菌类群和植物寄生类群土壤深度间差异显着(p<O.05),植物寄生类群和杂食/捕食类群在不同样地间差 异显着(p<0.05).生态学指数中L和线虫成熟指数(f)在土层间差异显着(p<0.O1).在不同调查层和修复模 式中的丰富度最大的是食细菌类群线虫. 关键词土壤线虫;群落结构;林分修复;白云山 分类号Q958.1 InfluenceofVegetationReclamationTypeonCharacteristicsofSoilNematodeCommunityinBaiyunMountainin AutumnandWinter/TongFuchun,XieZhengsheng(CollegeofForestry,SouthChinaAgre~tumlUniversity,Guang— zhou51O642,P.R.China):ChenBufeng:(ResearchInstituteofTropicalForest~,ChineseAcademyofForestry):Li Ruihui,ChenKanghua,LiuXiaoxuan,LiWeimei,LiZeliang,WangYajun,DengBihui(SouthChinaAgriculturalUni. versity)//JournalofNortheastForestryUniversity.-2010.38(3).一100—102.118 Theaimofthisstudywastoanalyzethedifferencesinsoilnematodecommunitycharacteristicsunderdifierentvegeta. tionreclamationtreatmentsinBaiyunMountain.Resultsshowedthatatotalof7184soilnematodeindividualswerecap. tured.whichbelongto37familiesand63genera.Viewcdfromtheseasonalchanges,thespeciesdiversityandnumberof nematodesindeepautumnaremuchmoreabundantthanthoseinwinter.Moreover,baeterivoresandplantparasitesatdif- ferentsoildepthsvariedsignificantly(p<0.05),andplantparasitesandpredators/onmivoresindifferentvegetationcam. munitiesalsovariedsignificantly(p<O.05).Significantdifferencesintheratioofbactefivoresandfungivorestoplantpar- asites(WI)andthematurityindexofsoilnematodes(MI)werefound(p<0.01)fordifferentsoildepths.Speciesrich— nessoffunvorousnematodeishigherthanthatofothersindifferentvegetationcommunitiesandsolldepths. KeywordsSoilnematodes:Communitystructures;Vegetationreclamation:Baiyunmountain 在森林凋落物和土壤中生活着丰富的土壤动物,它们是 构成森林生态系统的重要组成部分…,它们对森林土壤质 量,生物小循环过程乃至植被的演替和恢复具有重要的功能 性作用J,而这些功能性作用又与土壤动物的组成及变化 密切相关].关于森林植被与土壤动物群落关系方面的研 究国内外已有一些报道:如土壤动物在不同类型森林植 被下的分布及群落的组成;土壤线虫群落在受到各种 人为干扰后的变化";以及随人工林发育而产生的次生 演替等?"J.但目前对城市近郊近自然林不同修复或改造 模式下土壤线虫群落的研究少有报道.笔者通过对广州市白 云山6种修复模式示范林中土壤线虫群落的调查研究,阐明 了该区土壤线虫群落组成,结构特征及修复模式差异对土壤 线虫群落动态的影响,旨在为合理利用土壤动物资源,提高景 观管理水平,为城市林业生态环境建设提供科学依据. 1样地概况 白云山是广州东北部着名的风景区,位于23.O9,23.13N, 1)国家科技部"十一五"科技支撑项目(2036BAIX)3A1701)资助. 第一作者简介:佟富春,女,1973年12月生,华南农业大学林学 院,讲师. 收稿日期:2009年lO月9日. 责任编辑:程红. 113.16,l13.19'E.白云山属丘陵地貌,山体呈东北一西南 走向,最高海拔382m.地带性土壤为赤红壤,土壤呈强酸 性.属于南亚热带季风海洋性气候,温暖湿润,雨热同期.年 均气温为21.7?,年降水量1689.3,1876.5mm,而雨季 (4__9月)降水量占全年的85%以上.原生植被为南亚热带 季风常绿阔叶林,经人类干扰(包括林分改造),现在的植被 为人工植被和天然次生植被的混合体,主要是天然次生阔叶 林和部分马尾松林及针阔叶混交林u. 2研究方法 于2007年11月_20o8年11月在样地A,样地F进行 线虫群落调查,以样地F(目前白云山保存最好的阔叶林群 落,自2O世纪60年代以来未遭破坏)为对照.样地概况见 l.每个修复类型样地按10mX10nl划取5个固定样地,每个 样地采用5点取样法,各点分凋落物层及0<土壤深度h?5 cnl,5cm<h?10cyn和10cm<h?2Oam4层取样.土样在分 离前装在塑料袋里,冰箱中4qc保存.每个土样取土20.0g, 用于测定土壤含水率,取100g土用漂浮一离心法分离土壤 线虫.利用Olympus显做镜按科和属对线虫进行分类,根据 食性或消化道类型将线虫分为4大营养类群:食真菌类群 (FF),食细菌类群(BF),植物寄生类群(PP),杂食/捕食类群 (OP)(19j 第3期佟富春等:f-,7,H自云山不同林分修复模式秋冬季土壤线虫群落结构特点 tOl 对土壤线虫群落结构用如下指标进行分析:?每100g 干土中线虫的绝对丰富度.?每一营养类群的绝对数量.? 生态学因子,包括食真菌类群数量/食细菌类群数量(F/B), 食真菌类群数量与食细菌类群数量之和与植食类群数量之比 , (,w=(F+B)/P),营养类群的多样性(D=l/,Pi为土壤 线虫群落非植物寄生性(植物寄生性)土壤线虫第i类群的个 体数占群落总个体数的比例),Simpson指数(,=1一厶), Shannon-ener指数(:一P.】nP,s为土壤线虫群落所 有线虫类辞数),线虫成熟指数(=c,,c为非植物 寄生性(植物寄生性)土壤线虫第i类群colonizer—persister 值;n为非植物寄生性(植物寄生性)土壤线虫类群数). 全部数据用SPSS12.0软件进行分析. 表1广州白云山不同修复模式样地概况 3结果与分析 3.1土壤线虫群落组成 通过对6种林分类型土壤线虫的调查,共得到线虫7184 头,分别隶属于37科63属,其中食细菌类群10科16属,食 真菌类群4科4属,植物寄生类群8科16属,杂食/捕食类群 17科27属(表2).其中D样地的线虫属数最多,为26科49 属,占调查区域线虫属数77.7%;其次是A样地马占相思林, 有23科38属.由不同植被样地及不同土层中的各线虫类群 分布情况可见,所有类群线虫总体趋势是随土层的加深而逐 渐减少. 表2广州白云山不同林分修复模式土壤线虫属的相对多度 续表2 注:样地^为马占相思l}木进行乡土W轻芰试{示范件;样地B为退化马硭抡针叶林皆伐后乡土齄种 与复试验示范林;样地c为马昆杜人【土种促进替试验示沲林;样地D为疏{}景税r碎生态 掺复试验示范怿;佯地为j尾M伐芳香K辞移复验示范阵;佯地F为次,e常绿陆"f林fl{照). 1O2东北林业大学第38卷 3.2线虫种类和数量样地问差异 从表2可知,按属的数量排列6块样地由多到少的顺序 为F样地>D样地>E样地>A样地>c样地>B样地,以个体数 量排列则为F样地>A样地>E样地>D样地>B样地>c样地. 在土壤线虫群落中,E样地与C样地多获得杂食/捕食类群,所 占比例分别是60O%和38.9%,其次是食真菌类群29.6%;D样 地以食细菌类群,植物寄生类群为多,约为33.7%和28.3%; A样地和B样地群落以植物寄生类群为主,分别占样地线虫 总数量50.O%和42.6%. 调查数据表明,不同营养类群的数量在样地间的分布有 明显差异.从表3可见,植物寄生类群与杂食/捕食类群表现 出较为相似的变化趋势,主要分布在0,10cm土层中;食细 菌类群在各样地分布差异相对较小;食真菌类群在D样地和 B样地分布多,占总个体数量的24.9%和30.6%,C样地最 少,仅有约8%;植物寄生类群多在E样地,A样地,约有26.3% 和35.5%的个体;而杂食/捕食类群在E样地分布突出,比例 达52.9%. 各营养类群在数量垂直变化方面也有不同的表现情况. 食细菌类群大致随土壤深度增加线虫数量减少,按凋落物层, 0<土壤深度h?5cm层,5cm<h?10cm层,10cm<h?20cm 层次序递减,并且主要集中在凋落物层,土层分布较少.食真 菌类群在O<?10cm土层分布较多,其次是凋落物层,10cm< h~<20cm层.植物寄生类群是0<h?5cm层,10cm<h?20 cm层较多,其次是5cm<h?10cm层,凋落物层最少.杂食/ 捕食类群依凋落物层,O<h?5cm,5cm<h?10cm,10cm<h? 20cm逐层递减.在不同土壤深度和植被群落中的丰富度最 (表3). 大的是食细菌类群线虫 表3不同营养类群在土壤中的垂直分布 注:样地^为马占相思林进行乡土树种修复试验示范林;样地B为退化马尾松针叶林皆伐后乡土树种恢复与修复试验示范林;样地c为马尾橙人工乡土树种促进演替试验示范林;样地 D为疏林景观树种生态修复试验示范林;样地E为马尾松间伐芳香树种修复试验示范林;样地F为次生常绿阔叶林(对照). 3.3林分修复模式及土层深度对土壤线虫群落的影响壤动物组成和数量具有明显的层间差异,随着土壤层次加深 不同样地不同土层土壤线虫类群间差异是显着的(p<呈递减趋势,并且类群和个体数随着海拔高度的增加而递减. 0.01),生态学指数除了F/B(食真菌类群数量/食细菌类群如泰山土壤动物的分布,O<土壤深度h?5cnl占77.18%,5 数量)均在不同样地和土壤层间差异显着(p<0.O1)(表4).cm<h?10cm占 16.35%,10cm<h?20cm占6.47%.然 表4不同的修复模式和土层深度对线虫结构的影响而土壤动物的分布在不同类 群,不同季节,不同土壤环境垂直 注:F/B为食真菌类群数量/食细菌类群数量;,为食真菌类群 数量与食细菌类群数量之和与植食类群数量之比;D.为营养类群的 多样性. 4结论与讨论 各功能类群的土壤动物在一定程度上反映了环境的质 量,国外Boag和Yeates根据前人的#工作#得出土壤线虫物 种最丰富的是温带阔叶林,其次是耕作土,草地,热带雨林,温 带针叶林和极地植被;丰富度在30.一4o.纬度范围内最高, 7O.以上最低.本研究中的D样地及B样地,植被类型为 疏林和火烧迹地,获得线虫属数分别是49和36,多于其它植 被类型的样地. 国内学者研究发现,在充分发育和未曾扰动的土壤中.土 结构表现有所差异.在受到人类活动影响较大的地区(土壤 污染,火烧等),特别是表层污染(农药和重金属)严重的土 壤,土壤动物甚至出现逆分布现象.对比本研究可见 (表3),尽管4个营养类群垂直分布就总体而言是随土壤层 次加深呈递减趋势,但各类群具体分布有其特点,并不都完全 遵循逐层递减规律.如食细菌类群大致是随土壤深度加大线 虫数量减少,按凋落物层,0<h?5cm层,5cm<h?10cm层, 10cm<h?20cnl层次序递减,并且主要集中在凋落物层,土层 分布较少.食真菌类群在0<h?10cm土层分布较多,其次是 凋落物层,10cm<h?20cm层.植物寄生类群分布在O<h?5 CIll土层的个体数量普遍多于凋落物层,且在5cm<h~lOc:m, 10cm<h?20cm层中递减.杂食/捕食类群则是以0<h?5 cm,5cm<h?10cm,10cm<h?2Ocm逐层递减.说明土壤线 虫的分布在不同类群,不同季节,不同土壤环境垂直结构表现 有所差异. 土壤表层(0<矗?5cm)中,地下根系生物量,土壤含水 率,土壤孔隙度,有机质,全氮及速效磷都高于其它层次(5cm< h?10~nl,10cm<h?20cm),表明表层生境能为线虫提供更 好的活动与觅食空间.但对于特定季节,线虫垂直分布的差 异不仅取决于食物来源,可能还与不同植被类型下表层土壤 温湿度有关.本研究中D样地线虫垂直分布情况与逐层 递减规律有所区别,食细菌类群,食真菌类群及植物寄生类群 在D样地5cm<h?10cnl土层的分布多于其他层次(O<h?5 cm,10cm<h?20cm),可能由于该样地位于人为干扰较为剧 烈的地方有关.(下转118页) l18东北林业大学第38卷 多种特性,发挥其多种功能.经济林木作为绿化树种虽有诸 多优点,但是也存在一些不足,如对水肥管理,病虫害防治和 整形修剪等方面的要求比其他绿化树种高,因此,要发挥经济 林木绿化的多种功能,必须加强养护管理,既要形成特有的景 观优势,保证其绿化美化效果;又要提高经济林产品产量,增 加村庄绿化的经济功能. 5结语 山东经济林木树种资源丰富,在新农村人居环境绿化中 的应用具有广阔前景,可有效地增加绿化树种的多样性和自 然景观的持续性.因此,充分利用现有经济林木栽培技术体 系,把既有生态效益,又能产生较好经济价值的观赏经济林木 纳入新农村人居环境绿化体系范畴,是经济林木大发展的又 一 条途径,并随着人们物质文明,精神文明水平的进一步提 高,爱护环境,保护环境意识及欣赏水平的增强,经济林木在 新农村人居环境绿化建设中必然得到更广泛的应用. 参考文献 [1]张毅.山东果树种质资源及其多样性研究[D].泰安:山东农业 大学,2004:12-38. 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