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土壤动物是土壤中最为活跃的生物类群之一,其不仅在生态系统中与微生物存在协同作用,并且同时通过自身的活动对生态系统中的物质的转换、能量流动、凋落物的分解、土壤的发育和成熟等生态功能过程有着非常重要的作用。土壤动物群落表现为明显的空间异质性特征,该方面的研究是格局与过程研究的前提,也是揭示土壤动物群落物种共存机制的基础,同时对野外调查具有重要的实践指导意义。目前看来我国土壤动物地理学侧重于新种描述、区系空间分布和对人为干扰响应等方面的研究,关于土壤动物群落的空间异质性特征少有涉及,这种现状限制了土壤动物群落空间生态学进展,阻碍了基于土壤动物的地下生态系统格局与过程关系的研究。本研究在黑龙江省帽儿山森林生态系统定位站的温带落叶阔叶林内设置一个50m350m的样地,将该样地以5m为间隔等间距划分为100个5m35m的小样,分别于2012和2013年8月进行连续采样。基于地统计学的空间自相关性、半方差函数、克里格插值和交叉半方差函数分析等方法,分析了土壤动物和土壤理化性质的空间自相关性和空间分布格局特征,阐明土壤动物群落与环境因子的空间作用关系,并探讨这种空间异质性和空间作用关系的时间动态特征。本研究主要内容包括: ⑴本次调查共捕获土壤螨类16类、29761只,土壤跳虫6科、63936只,研究区小尺度空间土壤动物群落仍表现出较高的丰富度。2012和2013年8月分别捕获土壤螨类19188和10573只,分属于甲螨亚目、中气门亚目、前气门亚目;土壤跳虫35469和28467只,隶属于圆跳科、棘跳科、长角跳科、等节跳科、疣跳亚科、拟亚跳亚科。群落组成结构性明显,其中优势类群和常见类群优势明显,年际间数量比例和优势程度基本保持不变。 ⑵显著的空间自相关性可能是温带落叶阔叶林土壤螨类和土壤跳虫群落的基本特征,在小尺度内表现很显著的空间格局,且这种空间格局与环境因子表现出随尺度变化的空间作用关系。在群落和类群水平,土壤动物群落具有显著的空间自相关性特征,群落个体数量在5-45m具有显著的空间自相关性,这种空间自相关性在年际间具有一定的稳定性;建议研究区土壤动物野外调查时,土壤动物样品间距离至少大于45m,以避免这种自相关性特征的影响。对于土壤螨类和跳虫群落,类群总数量军在5-45m具有非常显著的空间自相关性,形成显著的空间集群。大多数类群均存在显著的全局空间自相关性。局部空间自相关指标表明,土壤动物群落总数量具有显著的局部空间自相关性,存在“高—高”和“低—低”聚集区斑块并存的格局,同时伴随着“低—高”和/或“高—低”孤立区斑块。对于特定螨类和跳虫类群来说,大多少表现为存在“高—高”和/或“低—低”聚集区斑块和“低—高”和/或“高—低”孤立区斑块并存的格局。同时,环境因子也存在显著的空间自相关性特征。鉴于研究区土壤动物群落至少在5-45m尺度表现出显著的空间自相关性特征,所以土壤动物野外调查样品采集过程中,建议样品之间的距离至少要大于45m,才能避免样品之间的自相关性影响。群落水平土壤螨类和土壤跳虫个体数量具有较强的结构性特征,类群水平,部分类群具有较强的结构性特征,少数类群随机性成分占较大比例,但均具有明显的空间异质性特征。半方差函数分析表明,土壤螨类和土壤跳虫分别可以用指数模型、球状模型和高斯模型进行拟合,少数类群可以用线性模型进行拟合,表现出块金效应。块金值和基台值的比例(C0/(C+ C0))表明,土壤螨类和土壤跳虫群落个体数量具有很强的空间结构性特征,厚厉螨属和尖棱甲螨属具有明显结构性特征,而菌甲螨属和棘跳科的随机性成分所占的比例较大。另外,环境因子也表现出较强的结构性特征。普通克里格插值空间直观的显示了土壤螨类和土壤跳虫的空间格局特征,表明土壤螨类和土壤跳虫个体数量空间分布不均匀,具有明显的空间异质性特征。这种空间异质性具有一定的时间稳定性特征。 ⑶土壤动物与环境因子具有复杂的空间相关性,在不同的尺度上,其空间相关性具有差异性变化。且不同土壤动物类群与环境因子的空间作用关系有时间动态性特征。本研究在帽儿山天然次生林内,基于地统计学分析方法,证明了土壤螨类和土壤跳虫具有空间自相关性特征,在小尺度内具有空间异质性特征,与环境因子具有多尺度的复杂的空间自相关性,且这些空间特征具有一定的年际间稳定性特征。当然,本研究仅能解释50m350m空间尺度内的空间异质性特征,更大尺度的空间异质性还需要深入的开展调查。