●劉 傲 趙新康 周 鑫 盧慧翠（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與林學(xué)院 山東 青島 266109）

大型土壤動(dòng)物是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要消費(fèi)者，在生態(tài)系統(tǒng)中起重要作用，不僅可以積極同化各類有用物質(zhì)用于供養(yǎng)自身，其排泄產(chǎn)物還可改造環(huán)境。其還能對(duì)地表的枯枝落葉、倒地的樹木及動(dòng)物尸體、糞便等進(jìn)行分解[1]。此外，大型土壤動(dòng)物還能夠改善土壤理化性質(zhì)，加速土壤中的無機(jī)元素向有機(jī)物的轉(zhuǎn)化。土壤動(dòng)物作為地下食物鏈的重要組成部分，隸屬于不同功能群[2]，在維持陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)等方面發(fā)揮著重要作用[3]。隨著所處環(huán)境的變化，大型土壤動(dòng)物的物種組成、密度結(jié)構(gòu)也隨之改變。因此可利用大型土壤動(dòng)物的這些特點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，為環(huán)境質(zhì)量評(píng)估提供參考[4]。

研究表明，營造混交林可以提高林下植被多樣性，改善土壤環(huán)境，改變凋落物的物理和化學(xué)組成，增加土壤動(dòng)物多樣性[5]，與闊葉林和針葉林相比有明顯優(yōu)勢(shì)。目前，關(guān)于植被類型對(duì)大型土壤動(dòng)物組成和多樣性的研究逐漸增多，但對(duì)受人為干擾較強(qiáng)的城市生態(tài)系統(tǒng)的研究較少。本文通過研究青島市城陽世紀(jì)公園及其周邊不同植被類型與大型土壤動(dòng)物多樣性的關(guān)系，旨在為本地區(qū)合理種植植被，改善土壤動(dòng)物生存環(huán)境提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

青島市城陽區(qū)屬于溫帶季風(fēng)氣候，由于受到海洋環(huán)境及東南季風(fēng)的影響，具有顯著的海洋性氣候特點(diǎn)，空氣濕潤，雨量充沛，溫度適中，四季分明。世紀(jì)公園地理位置為東經(jīng)120°12′、 北緯36°20′，是一處以植物觀賞、名花展示、開展植物綠色文化科普教育為主要功能的觀光游憩公園。公園共占地48萬平方米，其中綠地29.8萬平方米，水面12萬平方米，道路2.48萬平方米，建筑0.5萬平方米，廣場(chǎng)3.42萬平方米，公園內(nèi)栽植植物260余種，喬灌木10萬余株，建有三山、三島、一水、一湖、一灘、十六個(gè)植物生態(tài)景觀園。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置 2021年4月至5月，對(duì)世紀(jì)公園及其周邊（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)校園及南門，城陽區(qū)政府北側(cè)）進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，查看植被分布狀況。選擇具有代表性、生長(zhǎng)狀況良好的闊葉林、針葉林和針闊混交林3種植被類型，并且植被生長(zhǎng)狀況相近，以免無關(guān)變量造成影響。闊葉林植被類型以刺槐、欒樹、楊樹、楸樹為主；針葉林植被類型以黑松和雪松為主；針闊混交林包括圓柏和紫葉李混交林、懸鈴木和雪松混交林。由于具有代表性的闊葉林較多，所以選取4塊樣地，具有代表性的針葉林和針闊混交林較少，各選取2塊樣地。在8個(gè)樣地內(nèi)共設(shè)置40個(gè) 50 cm×50 cm的樣方，其中闊葉林樣方20個(gè)，針葉林樣方10個(gè)，針闊混交林樣方10個(gè)。各樣地選擇在坡度不大、石頭較少且不在生境邊緣的地區(qū)，并符合一般土壤動(dòng)物調(diào)查要求[6]。在每個(gè)樣方，分兩個(gè)土壤層（0～5 cm和5～10 cm）用五點(diǎn)取樣法分層采樣。大型土壤動(dòng)物（體長(zhǎng)大于2 mm的土壤動(dòng)物）采用手撿法收集[7]，利用70%乙醇保存并帶回實(shí)驗(yàn)室，參考《中國土壤動(dòng)物檢索圖鑒》進(jìn)行分類鑒定[8]并統(tǒng)計(jì)數(shù)量。

1.2.2 環(huán)境因子測(cè)定 選擇環(huán)境狀況相同或相似的時(shí)間對(duì)選取的闊葉林、針葉林和針闊混交林的枯枝落葉層進(jìn)行清除，并利用土壤溫度計(jì)測(cè)定土壤表面溫度和土層溫度。利用土壤環(huán)刀（容積 100 cm3）從選取的樣地采集土壤并裝入采樣器帶回實(shí)驗(yàn)室，仔細(xì)去除土壤環(huán)刀內(nèi)土樣的植物根系和石礫，105℃烘24 h后，稱重并計(jì)算土壤含水量和土壤容重。從土樣中取出10 g土壤，放入燒杯中并用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，利用便攜式pH計(jì)測(cè)定pH。3種植被類型土壤基本狀況，見表1。

表1 不同植被類型土壤特性

1.3 數(shù)據(jù)處理

選 擇Shannon-Wiener多 樣 性 指 數(shù)（H'）、Pielou均勻性指數(shù)（E）、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)（C）反映各植被類型中大型土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征。計(jì)算公式如下：

大型土壤動(dòng)物類群等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)：個(gè)體數(shù)占群落總個(gè)體數(shù)10%以上者為優(yōu)勢(shì)類群，占1%～10%者為常見類群，占不足1%者為稀有類群[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植被類型大型土壤動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)

本研究共獲得大型土壤動(dòng)物273只，隸屬于3門4綱7目（表2），優(yōu)勢(shì)類群為膜翅目，占捕獲大型土壤動(dòng)物總數(shù)的75.09%；其次為單向蚓目，占捕獲總數(shù)的13.19%；稀有類群為鱗翅目、等足目、蜈蚣目、革翅目及鞘翅目，分別占捕獲總 數(shù) 的5.49%，2.56%，0.37%，0.37%，2.94%。優(yōu)勢(shì)類群與常見類群個(gè)體總數(shù)共占捕獲總數(shù)的88.28%。由此可見，城陽區(qū)世紀(jì)公園及其周邊地區(qū)大型土壤動(dòng)物主要由膜翅目和單向蚓目組成。此外，大型土壤動(dòng)物在不同植被類型中所占比例排序?yàn)椋横橀熁旖涣郑?9.93%）＞闊葉林 （38.46%）＞針葉林（21.61%）。

表2 不同植被類型大型土壤動(dòng)物群落組成

2.2 不同植被類型大型土壤動(dòng)物多樣性差異

由表3可看出，大型土壤動(dòng)物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)大小關(guān)系為：針闊混交林（1.12）＞闊葉林（0.78）＞針葉林（0.53）；Pielou均勻性指數(shù)大小關(guān)系為：針闊混交林（0.99）＞闊葉林（0.70）＞針葉林（0.47）；Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)大小關(guān)系為：針闊混交林（0.91）＞闊葉林（0.02）＞針葉林（0.01）。3種不同植被類型大型土壤動(dòng)物的多樣性為：針闊混交林＞闊葉林＞針葉林，以上結(jié)果表明，與闊葉林和針葉林相比，針闊混交林更適宜大型土壤動(dòng)物生存。

表3 不同植被類型大型土壤動(dòng)物群落的幾種重要指標(biāo)

2.3 不同植被類型大型土壤動(dòng)物功能群差異

如表4所示，通過分析獲取的大型土壤動(dòng)物的種類、數(shù)量，表明在世紀(jì)公園周邊以雜食性土壤動(dòng)物為主且種類多，腐食性和植食性土壤動(dòng)物次之，捕食性土壤動(dòng)物數(shù)量最少。此外，從捕獲的土壤動(dòng)物數(shù)量來看，世紀(jì)公園周邊土壤生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱，并且8個(gè)樣地的土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量均隨著土壤層次的加深而減少，0～5 cm土壤層數(shù)數(shù)量最大，表明世紀(jì)公園周邊的大型土壤動(dòng)物在土層中的垂直分布具有表聚性。

表4 大型土壤動(dòng)物功能群所占比例

3 結(jié)論

本研究共獲得大型土壤動(dòng)物273只，隸屬于3門4綱7目，優(yōu)勢(shì)類群為膜翅目，反映世紀(jì)公園周邊大型土壤動(dòng)物不夠豐富。大型土壤動(dòng)物在3種植被類型中所占比例為針闊混交林39.93%、闊葉林38.46%、針葉林21.61%。3種不同植被類型大型土壤動(dòng)物的多樣性為針闊混交林＞闊葉林＞ 針葉林，表明城陽區(qū)世紀(jì)公園周邊地區(qū)針闊混交林更適宜大型土壤動(dòng)物生活，其次是闊葉林，再次是針葉林，但周邊大型土壤動(dòng)物多樣性不夠豐富。土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量少，主要分布在土壤表層，以雜食性土壤動(dòng)物為主且種類多，腐食性和植食性土壤動(dòng)物次之，捕食性土壤動(dòng)物最少。因此，在今后的研究中，應(yīng)加強(qiáng)城市區(qū)域大型土壤動(dòng)物對(duì)環(huán)境條件變化的響應(yīng)研究。

4 討論

在以人類活動(dòng)為主導(dǎo)的城市生態(tài)系統(tǒng)中，人類高強(qiáng)度的干擾易導(dǎo)致土壤動(dòng)物群落多樣性的降低[9]。本研究結(jié)果表明，世紀(jì)公園周邊不同植被類型的大型土壤動(dòng)物的多樣性和密度都明顯低于自然林[5，10，11]。這可能與人類活動(dòng)干擾過多有關(guān)，世紀(jì)公園周邊多以人工林為主，尤其是世紀(jì)公園內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)更為脆弱，另外，為防治害蟲，公園定期噴灑藥物，導(dǎo)致土壤內(nèi)殘留大量有毒物質(zhì)，從而加劇了土壤動(dòng)物生活環(huán)境的惡化，最終導(dǎo)致動(dòng)物多樣性降低。此外，定期清除地表枯枝落葉，植被凋落物歸還土壤的數(shù)量相對(duì)較少，造成土壤腐殖質(zhì)含量相對(duì)較少，導(dǎo)致土壤動(dòng)物類群數(shù)、個(gè)體數(shù)量及多樣性指數(shù)降低[5]。

本研究發(fā)現(xiàn)，大型土壤動(dòng)物所占比例最高的為針闊混交林，這與以往研究中混交林的大型土壤動(dòng)物多樣性較高的結(jié)論一致[11]。在本研究中，針闊混交林土壤含水率高于闊葉林和針葉林，小生境相對(duì)濕潤，這可能是針闊混交林中大型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)和多樣性相對(duì)較高的原因之一?，F(xiàn)有研究也發(fā)現(xiàn)大型土壤動(dòng)物類群與土壤含水量存在密切的關(guān)系[10，12]。樹種混交通過改善林分結(jié)構(gòu)和樹種組成，改變林內(nèi)微環(huán)境，能夠顯著提高林內(nèi)大型土壤動(dòng)物的種類、數(shù)量和多樣性，因此混交林有利于吸引更多種類及食性廣泛的土壤動(dòng)物[11]。 因此，植被類型差異是影響城陽世紀(jì)公園周邊地區(qū)土壤動(dòng)物多樣性的主要因素，其次是環(huán)境條件差異，人為干擾也對(duì)土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。