伊犁河谷意大利苍耳入侵对土壤动物多样性的影响

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意大利苍耳(Xanthium italicum Moretti)是菊科苍耳属一年生恶性入侵杂草,其繁殖能力和适应能力强,可以在不同生境中生长。意大利苍耳的入侵和大量繁殖严重影响了农作物、经济作物以及畜牧业等的发展,并给被入侵地的生态系统和生物多样性带来了严重的危害。土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分,是土壤物质循环的重要参与者,在其生命活动中可以加快分解动植物残骸速率,改变土壤理化性质及肥力、促进能量流动、制造土壤养分,在土壤生态系统中发挥着重要作用。因此,本文通过对意大利苍耳不同入侵程度样地中土壤动物群落特征及其功能类群进行研究,为防控和治理意大利苍耳的入侵提供重要的理论依据。为研究意大利苍耳不同入侵程度中土壤动物群落结构及功能类群特征,于2022年春季(5月)和夏季(7月)选取伊犁河谷中意大利苍耳未入侵、轻度入侵、中度入侵、重度入侵四种生境,以意大利苍耳根系间的土壤动物作为研究对象。分析土壤动物群落结构及功能类群特征,探讨土壤动物群落与土壤环境因子的相关性。结论如下:(1)在四种意大利苍耳入侵程度样地中,共捕获土壤动物34类,1190只,隶属于1门3纲14目30科。其中优势类群包括辐螨亚目、革螨亚目、蚁科和等节跳虫科,个体数占捕获总数的78.91%;常见类群包括甲螨亚目、长角跳虫科、鞘翅目幼虫、象甲科和隐翅虫科,个体数占捕获总数的15.21%;稀有类群包括:球角跳虫科、鳞跳虫科、圆跳虫科、山跳虫科、小蜂总科、毛蠓科、啮虫科、蕈蚊科、大蚊科、蚜总科、蓟马科、幺蚣科、金龟子科、毛蚊科、蜘蛛目、蝗科、双翅目幼虫、鳞翅目幼虫、缘蝽科、蝽科、步甲科、虎甲科、拟步甲科、叶甲科和叶蝉科,个体数占捕获总数的5.88%。共捕获大型土壤动物18类,203只。优势类群为蚁科,个体数占捕获总数的70.44%;常见类群包括隐翅虫科、拟步甲科、虎甲科、蜘蛛目和鞘翅目幼虫等7类,个体数占捕获总数的23.15%;稀有类群包括蕈蚊科、蚜总科、叶甲科、叶蝉科、蝽科、鳞翅目幼虫和双翅目幼虫等10类,个体数占捕获总数的6.40%。共捕获中小型土壤动物类群数为27类,987只。优势类群包括革螨亚目、辐螨亚目和等节跳虫科,个体数占捕获总数的79.84%;常见类群包括甲螨亚目、长角跳虫科和鞘翅目幼虫,个体数占捕获总数的1.50%;稀有类群包括球角跳虫科、鳞跳虫科和蕈蚊科等22类,个体数占捕获总数的5.37%。(2)在水平分布方面上,夏季四种意大利苍耳入侵程度样地中,大型土壤动物平均密度高于春季,而中小型土壤动物平均密度与之相反;夏季四种意大利苍耳入侵程度样地中,中小型土壤动物平均密度低于春季,其中春季意大利苍耳重度入侵样地中中小土壤动物平均密度最大。大型土壤动物类群数在夏季意大利苍耳中度和重度入侵样地中要高于其他样地,中小型土壤动物类群数在夏季意大利苍耳中度和重度入侵样地中要高于其他样地,中小型土壤动物类群数高于大型土壤动物。垂直分布方面上,大型和中小型土壤动物均主要分布在表层,具有“表聚性”,上层土壤及疏松又具有充足的养分,是土壤动物生存的适宜条件。意大利苍耳四种入侵程度样地中,大型土壤动物在意大利苍耳未入侵和中度入侵样地中的丰富度指数最高,优势度指数最低;在意大利苍耳轻度入侵样地中的丰富度指数最高,多样性指数最低;在意大利苍耳重度样地中的丰富度指数最高,均匀度指数最低。中小型土壤动物在意大利苍耳未入侵、轻度入侵和重度入侵样地中的丰富度指数最高,优势度指数最低;在意大利苍耳中度入侵样地中的丰富度指数最高,均匀度指数最低。各个入侵程度土壤动物多样性均无显著性。大型与中小型土壤动物的多样性特征在意大利苍耳不同入侵中变化相反,中小型土壤动物对环境变化更为敏感。(3)根据食性,将土壤动物划分为腐食性、植食性、杂食性和捕食性四种功能类群。腐食性功能类群由甲螨亚目、革螨亚目和等节跳虫科等10类土壤动物组成,在四种意大利苍耳不同入侵程度样地中的主要类群为辐螨亚目;植食性功能类群由鞘翅目幼虫、象甲科和蚜总科等12类土壤动物组成,在四种意大利苍耳不同入侵程度样地中的主要类群为鞘翅目幼虫;杂食性功能类群由蚁科、金龟子科和蕈蚊科等5类土壤动物组成,在四种意大利苍耳不同入侵程度样地中的主要类群为蚁科;捕食性功能类群由蜘蛛目、隐翅虫科和虎甲科等7类土壤动物组成,在四种意大利苍耳不同入侵程度样地中的主要类群为隐翅虫科。在四种意大利苍耳入侵样地中腐食性功能类群均高于其他食性功能类群。(4)通过对土壤动物与环境因子的相关性分析,结果表明,环境因子中土壤有机质、全氮、全磷、硝态氮、速效磷、速效钾与p H是影响意大利苍耳不同入侵程度样地土壤动物类群的重要指标,土壤动物对土壤环境因子具有积极的响应。
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