郭玉敏，張云華

(1.阜陽幼兒師范高等?？茖W(xué)校 科學(xué)與健康系，安徽 阜陽 236015；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，安徽 合肥 230036)

彈尾綱動物，俗稱跳蟲，是一類分布極廣的小型至微型節(jié)肢動物[1-2]。作為無脊椎動物和中小型土壤動物的典型代表，在各類土壤中普遍存在，具有豐富的種類和龐大的生物量，在環(huán)境評價中具有十分重要的地位和獨特的優(yōu)勢[3-4]。近年國內(nèi)許多學(xué)者不同類型生態(tài)系統(tǒng)的跳蟲群落特征進行了研究，謝桐音等研究了山東省無棣縣北部的黃河三角洲貝殼堤島的跳蟲群落，認(rèn)為跳蟲的種群結(jié)構(gòu)特征可以作為量化指標(biāo)，指示其棲息地生境單個生態(tài)因子的變化[5]。何振等研究了不同生境土壤跳蟲及地表節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)和多樣性特征，認(rèn)為多樣化的地表植被和凋落物有利于提高土壤跳蟲的多樣性，但對地表節(jié)肢動物沒有顯著影響；而油茶人工林不同墾復(fù)方式對跳蟲群落和地表節(jié)肢動物結(jié)構(gòu)及多樣性均影響顯著[6]。張武等對大興安嶺不同凍土帶中小型土壤動物進行了調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)中小型土壤動物的個體數(shù)量和類群數(shù)量與有機質(zhì)和全氮的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)大，這兩個因子對土壤動物個體數(shù)量和類群數(shù)量影響較大[7]。李久佳等研究了東北黑土農(nóng)田跳蟲對植物葉片還田的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)葉片添加增加了跳蟲數(shù)量，但不同的葉片種類和分解時期對跳蟲影響不同；葉片分解速率與跳蟲數(shù)量沒有顯著的相關(guān)性，這可能與跳蟲食性有關(guān)[8]。劉繼亮等研究了干旱荒漠螨類和跳蟲對降雨的響應(yīng)，自然降雨后，干季降雨對紅砂和泡泡刺兩種灌木叢下的小型節(jié)肢動物、螨類和跳蟲數(shù)量及類群豐富度影響較小，而濕季降雨對兩種灌木下螨類和跳蟲數(shù)量及類群豐富度影響較大[9]。王群等研究了貢嘎山東坡5個不同海拔梯度大尺度變化對土壤跳蟲群落的影響，發(fā)現(xiàn)土壤跳蟲的類群數(shù)、密度和Shannon-Wiener指數(shù)隨海拔升高總體上呈上升趨勢，而優(yōu)勢度指數(shù)變化趨勢相反，二者變化具有顯著差異，月份的變化僅對海拔3 200 m土壌跳蟲密度有顯著影響[10]。楊佩等研究了秸稈覆蓋免耕條件下中小型土壤動物的生態(tài)分布特征，發(fā)現(xiàn)在不同秸稈覆蓋率和土壤環(huán)境下，中小型土壤動物的季節(jié)分布差異明顯，全秸稈覆蓋與普通玉米田相比，能提供更豐富的生存條件，有效提高了中小型土壤動物的生物多樣性[11]。雖然很多學(xué)者對不同生態(tài)系統(tǒng)的跳蟲群落特征有了大量的研究，然而對于湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的研究鮮見報道。

本文對潁州西湖不同區(qū)域土壤跳蟲群落組特征進行研究，旨在揭示西湖土壤跳蟲群落組成及其主要影響因素，以期為西湖生態(tài)系統(tǒng)保護提供科學(xué)依據(jù)。

1 實驗方法

1.1 采樣地自然概況

研究點潁州西湖位于安徽省阜陽市（32°24′～34°5′N,114°52′～116°37′E）。周長 1.5 km，湖面約為5.74 km2，水深1～2 m。氣候特點是地處淮北平原的腹地，暖溫帶南緣，屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，分明，光照充足，日均溫大于10℃期間的日照時數(shù)為1 474～1 555 h。各月輻射總量和日照時數(shù)，一年中出現(xiàn)2個高峰，第一個高峰在5～6月，第二個高峰在8月份。1月平均氣溫1.7℃，最低氣溫-14.2℃；7月份平均氣溫27.7℃,最高溫度40.8℃，年平均溫度為12.4～15.0℃。雨量適中，年降水量為900 mm，降水天數(shù)12月最少，為4.7 d，7月份最多，為12.7 d。潁州西湖土壤類型為黃棕壤，是黃紅壤和棕壤之間的過渡型土類，既具有黃壤和紅壤富鋁化作用的特點，又具有棕壤粘化作用的特點，呈弱酸性，自然肥力比較高。植被是落葉闊葉林，但雜生有常綠闊葉樹種。

1.2 研究方法

1.2.1 采樣點設(shè)置

采樣點設(shè)置見圖1。在設(shè)置采樣點時,主要考慮了潁州西湖是風(fēng)景區(qū)，平時游人較多，景區(qū)內(nèi)對跳蟲的人為干擾太大，所以，在設(shè)定時我們盡可能選擇人為干擾較少的地方，故樣點設(shè)置整體是環(huán)繞潁州西湖設(shè)定，共設(shè)定了6個采樣點，分別為S1、S2、S3、S4、S5、S6，其中只有 S1 樣點設(shè)在景區(qū)內(nèi)的碑林公園，其余5個樣點均設(shè)在潁州西湖風(fēng)景區(qū)外周，S2位于后水塘灣，S3位于前水塘灣，S2和S3位于路邊，平時車輛較多；S4位于孔莊，S5位于梳妝村，S6位于后小莊，S4、S5和S6都是鄉(xiāng)村環(huán)境，受車輛影響較小，特別是S6，位于整個潁州西湖水域環(huán)繞的鄉(xiāng)村，最為偏僻，這樣的設(shè)置能夠更準(zhǔn)確地反應(yīng)整個潁州西湖地域跳蟲群落的實際狀況。

圖1 采樣點設(shè)置

1.2.2 采樣時間

對設(shè)置在潁州西湖周圍的6個采樣點,于2017年 10月 1日～7日、2018年 1月 1～3日、2018年4月 1～5日和2018年10月1～3日，分四次采集土壤樣品，然后在實驗室內(nèi)，采用Tullgren干漏斗法得到跳蟲標(biāo)本。

1.2.3 標(biāo)本采集和鑒定方法

因為跳蟲在土壤中具體活動的空間一般在土壤深度為15 cm的范圍內(nèi)活動，且跳蟲具有表聚性，所以在采樣時一般選擇獲取15 cm深的土壤。為了使采集的樣本更具有代表性，在實驗過程中，跳蟲標(biāo)本采集采用五點取樣法，即在每個采樣點取樣設(shè)定一個面積為100 cm×100 cm方框，在方框的四個角和兩條對角線的交點，分別用環(huán)刀狀采樣器進行采樣，環(huán)刀狀采樣器的體積為100 mL，高度為 5 cm。采集 0～5 cm、5～10 cm 和10～15 cm深度的土壤樣本，倒入寫有標(biāo)簽的布袋中，帶回實驗室，使用Tullgren干漏斗裝置，即可將土壤中的跳蟲烘烤出來。對得到的土壤樣本烘烤后的豐乳瓶在體視鏡下進行標(biāo)本分揀，我們就能夠得到不同深度的土壤跳蟲標(biāo)本。將該樣點15個土壤樣本中的跳蟲分別進行處理，即可得到該地跳蟲群落分布狀況。使用微型昆蟲解剖器具、展蟲器等工具，對體長約1 mm的跳蟲標(biāo)本在體視顯微鏡下進行解剖，將跳蟲身體分成不同的部分，然后分別進行封片和分類鑒定[12-14]。

1.2.4 分析方法

跳蟲群落多度等級劃分：個體數(shù)占總數(shù)10%以上的為優(yōu)勢種，個體數(shù)占總數(shù)1%～10%的為常見種，個體數(shù)占總數(shù)1%以下的為稀有類種。

群落結(jié)構(gòu)分析：土壤動物多樣性特征主要采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H'、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)C、Margaleff豐富度指數(shù)D和Berger-Parker指數(shù)來計算[15-17]。

1)Shannon-Wiener指數(shù)

其中Pi代表第i類土壤動物的個體數(shù)與土壤動物總個體數(shù)的比。

2)Simpson指數(shù)

其中ni為第i類群個體數(shù)，N為群落的總個體數(shù)。

3)Margaleff指數(shù)

其中S代表土壤動物的總類群數(shù)。

4)Berger-Parker指數(shù)

其中nmax為個體數(shù)最多種類的個體數(shù)量。

群落相似性分析：相似性系數(shù)用Bray-Curtis系數(shù)，公式為Ds=2J/(a′+b′)。式中a′、b′分別為群落A和群落B中所有種的個體數(shù)之和，J為A、B兩群落中共有中個體數(shù)[18-19]。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2010和BioDiversity Professional Version 2軟件進行整理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 潁州西湖土壤跳蟲群落組成

在潁州西湖6個土壤采樣點共采集到跳蟲標(biāo)本1 962只，分別隸屬于7個科31屬的52種（表1）。其中，優(yōu)勢種(個體數(shù)占總數(shù)量的10%以上)有2個，所得跳蟲標(biāo)本的個體數(shù)量占據(jù)總數(shù)量的60.49%，分別為：虎斑德跳和水生握角圓跳；常見種(個體數(shù)占總數(shù)量的1%～10%)有27個，所得跳蟲標(biāo)本的個體數(shù)量占據(jù)總數(shù)量的32.31%，分別為：小原等跳、緣點原等跳、白符跳、南京符跳、八眼符跳、綠等節(jié)跳、微小等跳、三刺德跳、細(xì)毛德跳、青浦陷等跳、沼生陷等跳、四毛陷等跳、波氏楯等跳、小裔符跳、曹氏擬裸長角跳、灰橄欖長跳、少氏刺齒跳、四刺球角跳、泡角跳屬1個未定種、海倫娜球角跳、勃氏奇跳、東方濱棘跳、濱棘跳屬1個未定種、白直棘跳、多帶針圓跳、圓跳屬2個未定種；稀有種(個體數(shù)占總數(shù)量的1%以下)有14個，所得跳蟲標(biāo)本的個體數(shù)量占據(jù)總數(shù)量的7.2%，分別為：日本德跳、佘山庫跳、華東性二型跳、籃似等跳、缺眼四刺跳、無眼裸長角跳、裸長角跳屬1個未定種、近似鱗跳、杭州棘跳、小疣跳、擬幼疣跳、疣跳屬2個未定種、白附圓跳。

2.2 潁州西湖土壤跳蟲群落多樣性指數(shù)

從表2可以看出，潁州西湖土壤跳蟲群落Shannon-Weiner多樣性指數(shù)在6個采樣點中差別不大，其中，采樣點S1的多樣性指數(shù)最高，為

1.555；采樣點S6的多樣性指數(shù)最低，為1.516；所有采樣點的多樣性指數(shù)均超過了1.500。潁州西湖土壤跳蟲群落Simpson多樣性指數(shù)在6個采樣點中差別比較大，其中，采樣點S5和S6的多樣性指數(shù)最高，都為0.04；采樣點S4的多樣性指數(shù)最低，為0.032。采樣點S1、S2和S3的多樣性指數(shù)均較低。潁州西湖土壤跳蟲群落Margaleff豐富度指數(shù)在6個采樣點四季中差別比較小，除采樣點S3外均超過了20。其中，采樣點S1的豐富度指數(shù)最高，為20.588；采樣點S3的豐富度指數(shù)最低，為19.998；采樣點S2和S5的多樣性指數(shù)相同，均為20.261。潁州西湖土壤跳蟲群落的Berger-parker優(yōu)勢度指數(shù)在6個采樣點中均在0.1左右。其中，采樣點S2的優(yōu)勢度指數(shù)最高，為0.106；采樣點S5的優(yōu)勢度指數(shù)較高，為0.103；采樣點S1的優(yōu)勢度指數(shù)最低，為0.07；采樣點S6、S3和S4的優(yōu)勢度指數(shù)較為相近，相對較低，且S3和S4的優(yōu)勢度指數(shù)相同。

表1 潁州西湖跳蟲群落組成和數(shù)量分布

表2 潁州西湖跳蟲群落多樣性指數(shù)

2.3 潁州西湖土壤跳蟲群落的聚類分析

采用布雷-柯蒂斯聚類分析(Bray-Curtis cluster analysis(single link))，對潁州西湖6個采樣點土壤跳蟲群落之間的相似性進行測定,進一步采用類間平均鏈鎖法進行了聚類分析，并繪制成枝狀譜系圖。由圖2可見，潁州西湖6個采樣點土壤跳蟲群落之間的相似性較好，均超過了50%。S4樣點和S2樣點之間的相似性最大，達73.178%；S1樣點與S3樣點之間為72.366%，S2樣點與S6樣點之間為70.393%，S5樣點與S6樣點之間為70.091%，相似性也較高。原因可能是S6樣點和S5樣點、環(huán)境條件最為接近，S4樣點和S5樣點均為鄉(xiāng)村環(huán)境，環(huán)境條件幾乎相同；S2樣點與S3樣點則同為湖邊靠路環(huán)境，均受路面車輛等人為因素的干擾。S3樣點與S5樣點之間的相似程度最小，為64.620%。

3 討論

圖2 潁州西湖土壤跳蟲群落的布雷-柯蒂斯聚類分析

跳蟲是一類適應(yīng)性非常強的土壤動物，在任何土壤中均有分布。但是，在研究過程中，發(fā)現(xiàn)不同的生境跳蟲的種類和數(shù)量存在一定的差異，其環(huán)境指示作用最為明顯。辛未冬研究認(rèn)為土壤動物密度和類群數(shù)與土壤pH呈顯著負(fù)相關(guān)[20]。具體在某一個長期穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境中，跳蟲群落特征的變化是否與生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)？本文從群落組成和數(shù)量分布、多樣性指數(shù)和布雷-柯蒂斯聚類分析幾個方面對潁州西湖6個采樣點所獲數(shù)據(jù)進行了調(diào)查研究，共獲土壤跳蟲標(biāo)本1 962只，分別隸屬于7個科31屬的52種。潁州西湖土壤跳蟲群落Shannon-Weiner多樣性指數(shù)在6個采樣點中差別不大，其中，采樣點S1的多樣性指數(shù)最高，為1.555；采樣點S6的多樣性指數(shù)最低，為1.516；所有采樣點的多樣性指數(shù)均超過了1.500。潁州西湖土壤跳蟲群落Simpson多樣性指數(shù)在6個采樣點中差別比較大，其中，采樣點S5和S6的多樣性指數(shù)最高，都為0.04；采樣點S4的多樣性指數(shù)最低，為0.032。采樣點S1、S2和S3的多樣性指數(shù)均較低。原因可能是采樣點S1、S2和S3均靠近公路，車輛行駛過程中排放的尾氣對一些跳蟲影響較大，只有個別種類能夠適應(yīng)，很多跳蟲不適應(yīng)則遷移到其他地方。采樣點S5和S6則相對偏僻，受游人和車輛的影響較小，加上環(huán)繞湖區(qū)，濕度較高，比較適宜跳蟲生存，故多樣性指數(shù)較高。潁州西湖土壤跳蟲群落Margaleff豐富度指數(shù)在6個采樣點四季中差別比較小，除采樣點S3外均超過了20。原因可能是采樣點S2和S5均位于潁州西湖的外緣，環(huán)境條件最為接近，距整體水域中心相對最遠，湖水形成的濕度對二者的影響幾乎相同，環(huán)境條件相對比較穩(wěn)定，形成了比較穩(wěn)定的動物群落，豐富度指數(shù)相對較高。潁州西湖土壤跳蟲群落的伯杰-帕克優(yōu)勢度指數(shù)在6個采樣點中差別不大，均在0.1左右。原因可能是采樣點S1位于景區(qū)內(nèi)，每天的游人較多，跳蟲群落的優(yōu)勢度受人類活動的干擾較大，特別是游人的踐踏；而采樣點S6位置最為偏僻，受游人的干擾也最?。徊蓸狱cS5位置較為偏僻，受游人的干擾也較小；采樣點S2、S3和S4游人相對較多，加上車輛的原因，造成跳蟲群落的優(yōu)勢度相對較低；所以，從中可以看出，跳蟲群落的優(yōu)勢度受人類活動的影響較大，人越多的地方，跳蟲群落的優(yōu)勢度就越小，人越少的地方，跳蟲群落的優(yōu)勢度就越大。布雷-柯蒂斯聚類分析顯示潁州西湖6個采樣點土壤跳蟲群落之間的相似性較好，均超過了50%，S2樣點和S4樣點之間的相似性最大。以上結(jié)果表明潁州西湖土壤跳蟲種類和數(shù)量均較豐富，群落結(jié)構(gòu)處于正常狀態(tài)，在某一個長期穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境中，作為重要的指示生物因子，跳蟲群落的變化與生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)。

4 小結(jié)

本文對潁州西湖6個采樣點4個時間段土壤跳蟲的調(diào)查，分析了潁州西湖土壤跳蟲群落組成、多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、相似性及與其相關(guān)聯(lián)各主要影響因素。研究結(jié)果表明，潁州西湖土壤跳蟲種類、數(shù)量較為豐富，作為一種重要的生物指示因子，顯示該地區(qū)群落結(jié)構(gòu)正常，同時也表明與此相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境是正常的。這在一定程度上要求我們更加重視生態(tài)文明建設(shè)，認(rèn)真做好潁州西湖地區(qū)生態(tài)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的保護，保持生物群落結(jié)構(gòu)的正常和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡，促進人與自然和諧相處、協(xié)調(diào)發(fā)展。