轮伐期前后不同密度巨桉(Eucalyptus grandis)人工林土壤动物群落特征

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人工林在为人类提供木材、增加森林覆盖率并减缓人类对天然林依赖的同时,也带来了地力衰退、生物多样性下降、化感作用等争议诸多的生态问题。因此,如何使人工林在满足人类对木材的需求的同时发挥其应有的生态功能是当前林业生态研究的热点之一。土壤动物作为地下生态系统的主要分解者和消费者,在枯落物分解、养分循环及地力维持等方面发挥着积极作用,对于人工林的可持续发展至关重要。因此对于人工林土壤动物的研究将有助于提高人工林的经营与管理水平,减少其负面效应。在前期巨桉(Eucalyptusgrandis)人工林土壤生物多样性在轮伐期前(4年左右)降低,超出轮伐期显著升高的研究基础上,本研究以四川省丹棱县轮伐期前(4年)和轮伐期后(8年)的不同密度(D1:2000,D2:1600,D3:1200 ind.hm-2)巨桉人工林为研究对象,研究了土壤动物群落组成及多样性特征、季节动态及垂直分布特征、功能群特征及土壤动物与环境因子的相关性,以期为巨桉人工林的科学管理和可持续发展提供理论依据。结果显示:1)轮伐期前后不同密度巨桉人工林2年共捕获土壤动物21711只,隶属于2门10纲26目152科。其中大型土壤动物5210头,隶属于2门9纲18目73科,优势类群为康叭科和蚁科;共捕获中小型土壤动物16501头,隶属于1门7纲16目109科,主要优势类群为派盾螨科、等节姚科、蚁科和大翼甲螨科。林龄和林分密度对大型及中小型土壤动物密度和类群数均具有显著影响。D3密度8年生林地大型土壤动物密度及类群数均显著高于4年,8年生林地大型土壤动物密度及类群数随林分密度降低均显著增加;D2及D3密度中小型土壤动物密度均为8年显著高于4年,D1及D3密度中小型土壤动物类群数均为8年显著高于4年;4年生及8年生样地中小型土壤动物密度及类群数随林分密度降低均显著增加。林龄对大型及中小型土壤动物多样性指数均影响显著;林分密度对中小型土壤动物多样性指数影响较大。大型和中小型土壤动物Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数在D1及D3密度均为8年显著高于4年,大型土壤动物Simpson优势度指数在D1及D3密度均为4年显著高于8年,中小型Simpson优势度指数在D3密度为4年显著高于8年;4年和8年林地中小型Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数随林分密度降低均显著增高,Simpson优势度指数随林分密度降低均显著降低。2)季节对大型及中小型土壤动物密度及类群数影响显著。4年和8年林地大型土壤动物密度及类群数为7月>10月>4月>1月,中小型土壤动物密度及类群数为10月>7月>4月>1月。土壤层次对大型及中小型土壤动物密度及类群数影响显著。凋落物层大型土壤动物密度及类群数均显著高于其他土壤层次,凋落物层及0-5 cm层中小型土壤动物密度显著高于5-10 cm层,凋落物层中小型土壤动物类群数均显著高于其他土壤层次。3)本研究中大型土壤动物以杂食性为主,其次是捕食性,腐食性,植食性。中小型动物功能群以腐食性为主,其次是杂食性,植食性菌食性,捕食性。林龄及林分密度对大型腐食性动物影响显著,林龄对大型杂食性土壤动物影响显著;林龄对中小型捕食性动物影响显著。D1及D3密度大型腐食性功能群均为8年显著高于4年,大型杂食性土壤动物在D2密度为4年林地显著高于8年。在D2密度,中小型捕食性动物为4年显著高于8年。4)RDA分析表明,大型土壤动物受土壤有机碳、林分密度、土壤含水量及林龄影响较大,中小型土壤动物受土壤pH、土壤全P、土壤全N、林龄及林分密度影响较大。土壤有机碳对大型康叭科、跳蛛科、正蚓科及潮虫科影响较大,林龄对大型地蜈蚣科和隐翅虫科影响较大;中小型动物厉螨科、蚁科、卷甲螨科、大翼甲螨科、派盾螨科、疣姚科、等节姚科及美绥螨科等分布集中且都受土壤有机碳的影响,林分密度对寄螨科影响较大。结果表明,轮伐期前巨桉人工林由于环境因子的变化、资源竞争等因素其土壤动物丰富性和多样性均低于轮伐期后,但低林分密度控制可以减缓这一动态变化。因此,建议适当延长巨桉人工林轮伐期并降低林分密度,以改善土壤动物生境、提高土壤动物多样性及群落结构的稳定性。
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