摘要: 对壶瓶山自然保护区根圈土壤动物的多样性进行了初步研究, 对不同海拔高度( 800-2 000 m) 的根圈土壤动物进行了调查, 共获土壤动物10 268 个, 分属于 4 门 6 纲16 目。
其中蜱螨目、近孔寡毛目, 后孔寡毛目为优势类群, 占全捕量的69. 80% 。
原尾目、蚰蜒目、中腹足目、垫刃目为稀有类群, 仅占总捕获量的 1. 87% , 其余为常见类群。
根圈土壤动物的多样性及其丰富度随海拔高度的不同而不同, 低海拔处土壤动物多样性大, 数量丰富, 随着海拔高度的增加, 多样性逐渐降低, 土壤动物数量减少。
其他环境因素如温度, 湿度, 植被状况和有机质等土壤理化状态, 均对根圈土壤动物的数量及种类构成产生影响。
关键词: 根圈; 土壤动物; 多样性; 壶瓶山1概况壶瓶山自然保护区位于湖南西北石门县境内, 处于北纬20b58. ~ 30b08. , 东经110b29. ~ 110b59. , 北与湖北省的五峰和鹤峰两县相连, 属武陵山系, 总面积420 km2。
区内海拔 1 000 m以上的山峰有26 座, 以壶瓶山( 海拔 2 098. 7 m) 和顶坪山( 海拔 1 860 m) 为主峰。
区内从山脚到山顶相对高度极大, 海拔最低的江坪河仅251 m, 相对高差一般在 1 000~ 1 800 m 之间。
土壤垂直分布明显, 一般在海拔600 m 以下的山坡为红壤或紫色土, 呈中性反应; 海拔600~ 1 400 m 的山坡及沟谷地带, 多为黄棕壤或山地黄壤, PH 值在 4. 5~ 5. 6 之间; 海拔 1 400 m 以上的山地为山地灰棕壤。
保护区范围内海拔800 m 以下地区的植被多受人为活动的严重影响, 大部分已被农业植被或人工植被所取代, 在海拔800 m 以上的地段除少数坡地被开垦为农地或被采伐, 一般仍有保存良好的森林植被。
这里的气候, 由于地处我国西部的云贵高原与东部低山丘陵的过度地带, 明显受太平洋的暖气流的影响, 夏热多雨, 冬冷多雪。
这里的年平均气温16. 6 e , 最热月平均温度约为28 e , 最冷月平均温度约为- 4. 2 e , 在海拔 1 600 m 以上的地段低于0 e 的连续日可达122~ 134 d,连续积雪可达30 d 左右, 海拔 1 800 m 以上, 八月可见霜; 年平均降水量约为 1 382. 1 mm, 以5~ 8 月份雨量最高, 年平均日照数为 1 496. 8 d, 年平均积温 6 045. 1 e , 年平均相对湿度75% , 全年的主要风向为西北风。
这里的动物资源相当丰富, 已知有陆栖脊椎动物171 种, 有陆生昆虫 4 145 种。
这里的植物资源更具特色, 植物种类丰富。
其中维管束植物有 2 062 种。
海拔 1 000 m 以下为常绿阔叶林, 海拔 1 100~ 1 500 m为常绿- 落叶阔叶混交林带, 海拔 1 500~ 1 700 m 为落叶阔叶林带, 海拔 1 700 m 以上为山地灌丛草甸带。
根圈土壤动物指生活在根系周围的动物[ 1] 。
死亡的根是根圈有机物质的主要来源, 约占有机物质总量的1/ 2~ 2/ 3, 其次是落叶和地表径流, 在有耕作活动的根圈土壤中, 施肥对有机物质增加起了重要作用。
动物的存在加速了根圈系统的物质循环和能量转换, 特别是在有机物质分解的早期, 作用更大, 而且动物的分解作用还有缓慢持久的特点, 对于土壤的形成和养分的保持有着重要意义。
目前国内对根圈土壤动物的研究较少。
本文对壶瓶山自然保护区不同海拔高度根圈土壤动物的多样性进行了初步研究, 目的在于了解不同海拔高度根圈土壤动物群落构成情况, 以及环境因素与根圈土壤动物的关系, 为深入研究根圈效应和土壤动物与环境的关系提供资料[ 1, 2] 。
2研究方法2. 1取样依据壶瓶山的植物群落, 土壤类型和海拔高度的不同, 采取了定位取样的研究方法。
共设立了四个取样区: 海拔800 m, 海拔 1 200 m, 海拔 1 600 m, 海拔 2 000 m。
取样方法: 每个取样区设置 4 个有代表性的取样点, 共设16 个取样点, 每个取样点采用方框法取样( 50 cm @ 50 cm) , 将所取的土样装进贴有标签的塑料袋里带回实验室, 用手拣法收集土壤动物并放入装有70% 酒精的广口瓶内杀死并固定, 然后在解剖显微镜下进行分类鉴定并统计分析[3,4]。
2. 2土壤动物的分类将所拣选出来的土壤动物根据尹文英5中国亚热带土壤动物6和5中国土壤动物检索图鉴6等工具书进行分类鉴定[3,4]。
3结果与讨论3. 1根圈土壤动物种类组成对壶瓶山自然保护区不同海拔高度根圈土壤动物进行了调查, 采集土壤样品16 个, 获土壤动物10268 个, 分类鉴定为 4 门 6 纲16 目。
环节动物门(Annelida)寡毛纲( Oligchaeta)近孔寡毛目( Plesiopora)后孔寡毛目( Opisiopra) 线虫动物门( Nemathelminthes )线虫纲( Nematoda)垫刃目( Tylenchida)软体动物门( Mollusca)腹足纲( Gastropoda)中腹足目( Mesgastropoda )节肢动物门( Arthropoda)蛛形纲( Arachnida)蜘蛛目( Araneida )蜱螨目( Acarina)唇足纲( Chilopoda)石蜈蚣目( Lithobiomorpha)蜈蚣目( Scolopendromorpha )蚰蜒目( Scutigeromorpha)昆虫纲( Insecta)原尾目( Protura)弹尾目( Collembola )双翅目( Diptera)鞘翅目( Coleoptera)膜翅目( Hymenoptera)鳞翅目( Lypidoptera)直翅目( Orthoptera表1壶瓶山自然保护区根圈土壤动物类群组成动物种类海拔高度800m1200m1600m2000m个体数占全捕量/%个体数占全捕量/%个体数捕量/ %个体数占全捕量/%总个体数占全捕量/ %多度后孔寡毛目160515. 639929.666406. 233203.12355734. 64+++近孔寡毛目4804.673843.742242. 18930.91118411. 53+++弹尾目3523.432562.491601. 56640.628328.1++288 2.8 285 2.77 160 1. 56 320.3 768 7. 48 ++双翅目224 2.18 192 1.87 128 1. 25 960.93 640 6. 23 ++鞘翅目128 1.25 960.93 950. 93 __319 3.1++蜈蚣目962.33 642.13 ) ) )_) ) )注: + + + : 优势类群; + + : 常见类群; + : 稀有类群_由表 1 可以看出, 壶瓶山根圈土壤动物类群丰富。
通过调查获得土壤动物10 268 个, 分别隶属于 4 门6 纲16 目。
其中以蜱螨目, 后孔寡毛目, 近孔寡毛目为优势类群, 占土壤动物全捕量的69. 80% , 这些类群图 1 根圈土壤动物数量与海拔高度的关系为壶瓶山自然保护区根圈土壤动物的主体。
而原尾目、蚰蜒目、中腹足目和垫刃目是这里的稀有类群, 仅占总捕获量的1. 87% 。
其它类群为常见类群, 这些常见类群占类群总数的56. 25% , 可见土壤动物的多样性主要是由常见类群决定的。
根圈土壤动物的多样性及其数量随海拔高度的不同而不同。
海拔800 m 处有13 种土壤动物, 海拔 1 200 m 处为8 种,而海拔 1 600 m 处只有7 种根圈土壤动物。
海拔800 m 处共捕获土壤动物 4 128 个, 海拔 1 200 m 处共捕获 3 008 个, 海拔1 600 m 为 1 952 个, 而海拔 2 000 m 处只捕获土壤动物864个。
由此可见, 低海拔处土壤动物多样性大, 数量丰富, 随着海拔高度的增加, 多样性逐渐降低, 数量逐渐下降。
图 1 表明了根圈土壤动物多样性及其各土壤动物数量与海拔高度的关系。
. 2分析与讨论( 1) 随着壶瓶山海拔高度的增加, 气温下降, 雨量增多。
壶瓶山山下年均温17 e , 降水量 1 487. 4 mm,而山顶( 海拔 2 098 m) 年均温11 e , 降水量高达2251. 6 mm。
由于水热条件的垂直差异, 土壤植被类型的演替, 土壤动物的丰度与种群的多样性也发生了相应的变化。
在海拔600~ 800 m 左右为常绿林, 植物生长茂密, 生物累积旺盛, 土壤动物密度较大, 而高海拔地区的常绿林多为次生针叶林和灌木草本植物所代替, 水土流失, 天然肥力下降, 土壤动物明显减少。
( 2) 本次调查证明了土壤动物多样性与海拔高度有关系。
即低海拔处土壤动物类型丰富, 高海拔处土壤动物种类稀少。
除了海拔高度对土壤动物多样性有影响外, 其他许多因素也影响着土壤动物的多样性,如土壤的理化性质, 季节的变化等等。
参考文献:[ 1] 向国昌, 李文芳, 于德珍. 八大公山自然保护区森林群落土壤动物群落多样性的初步研究[ J] . 生物多样性, 2000, 8( 3) :304- 306.[ 2] 王振中, 张友梅. 衡山自然保护区森林土壤动物群落研究[ J] . 地理学报, 1989, 6( 2) : 205- 213.[ 3] 尹文英, 杨逢春, 王振中, 等. 中国亚热带土壤动物[ M] . 北京: 科学出版社, 1992.[ 4] 尹文英, 胡圣豪, 沈温芬, 等. 中国土壤动物检索图鉴[ M] . 北京: 科学出版社, 1998( 上接第83 页) 也有相似的结论[ 2] 。
对于其他植物是不是也有类似的结果还有待于进一步研究。
秋水仙素的作用是通过与微管蛋白二聚体结合, 而使纺锤体微管蛋白不能继续聚合, 并引起原有纺锤体微管解聚[ 3] 。
而对于已达到中、后期分裂期的细胞, 加入秋水仙素时, 提高了纺锤体微管的解聚速率, 会加速染色体向两极移动。
所以秋水仙素预处理的根尖, 后、末期细胞较少。
纺锤体微管蛋白的自我组装需要一定的温度, 低温( 约 4 e ) 条件下, 微管蛋白解聚为一聚体[ 3] 。
这种解聚是可逆的, 因为低温预处理后恢复生长不久, 其积累中期细胞和使染色体凝缩的效应便得到消除。
对二氯苯, 尤其是8- 羟基喹啉可能主要作用于染色体或DNA, 从而妨碍了染色体的凝缩效应, 故分裂细胞多停留在前期; 它们的作用机理与低温和秋水仙素有区别, 而可能与硫酸铜等药物的致突变作用更相似[4]。