旱作农田改为水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响
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1 2 1 1 3 赵哈林 ， 刘任涛 ， 赵学勇 ， 张铜会 ， 周瑞莲 （ 1． 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所， 兰州 730000 ； 2． 宁夏大学， 银川 750021 ； 3． 鲁东大学， 烟台 264025 ）
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2008 － 2009 年在科尔沁沙地奈 提 要： 为了了解旱作农田改作水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响， 曼旗调查比较了灌溉农田与旱作农田土壤节肢动物群落结构和多样性的差异， 分析了其成因。研究结果表明： 2 1 ） 旱作农田改为水浇地后， 土壤节肢动物群落组成和种群密度分别由 4 目 12 科和 35． 2 只 / m 增加到 5 目 15 2 Shannon 多样性、 16． 9% 和 11． 8% ； 2 ） 旱作农田改 科和 83． 2 只 / m ， 均匀度和优势度指数也分别增加了 4． 2% 、 为水浇地后， 有 5 个类群因不适应农田灌溉而消失， 有 8 个新的类群侵入， 优势类群由拟步甲科更替为蚁科， 亚 优势类群由叩甲科和蚁科更替为皿蛛科和蚁甲科， 群落发生演替； 3 ） 群落中捕食性和杂食性类群比重分别由 20． 8% 和 15． 4% 增至 40． 0% 和 26． 7% ， 植食性类群比重由 30． 8% 降至 20． 0% ， 群落中捕食性和杂食性密度比 重分别由 18． 2% 和 18． 2% 增至 30． 8% 和 51． 9% ， 植食性动物密度比重由 54． 5% 降至 9． 6% ； 4 ） 土壤动物类群 密度、 多样性和均匀度指数均与土壤机械组成 、 土壤水分、 有机质、 全氮、 全磷含量呈正相关， 与土壤温度和 数、 pH 值呈负相关。这些结果说明， 旱作农田改为水浇地可以增加土壤节肢动物群落多样性和种群数量， 改变群 降低土壤节肢动物对作物危害的风险， 其作用机制主要源于灌溉可以明显改善土壤质地 、 水热 落功能群结构， 条件和土壤养分状况， 特别是土壤有机质和 pH 的变化。 关键词： 土壤节肢动物； 群落组成； 多样性； 沙质农田； 科尔沁沙地 中图分类号： S154． 5 文献标识码： A
2 结果和分析
2． 1 两种农田土壤理化特性比较 表 1 是旱作农田和水浇地土壤特性的比较 。可以看出， 除了土壤粗沙含量没有差别外， 水浇地的粉沙 黏粒含量、 土壤含水量、 有机质、 全氮、 全磷均高于旱作农田， 土壤温度和 pH 是旱作农田高于水浇地。 其 pH 的差异达到显著水平（ P ＜ 0． 05 ） ， 土壤含水量、 有机质、 全氮、 全磷、 土壤粗沙含量、 细沙黏粒含量和 中， 土壤温度的差异未达到显著水平 （ P ＞ 0． 05 ） 。
注： 横栏不同字母表示 P ＜ 0． 05 。
2． 2 两种农田土壤节肢动物群落组成的比较 从表 2 可以看出， 旱作农田土壤节肢动物群落由 4 目 12 科动物组成， 优势类群为拟步甲科 （ Tenebrionidae） ， 亚优势类群为叩甲科 （ Elateridae ） 和蚁科 （ Anthicidae ） 。 其优势类群个体密度合计 为 19． 2 只 m －2， 占其群落个体总密度的 54． 5% ， 其余 9 个类群密度合计占其群落总密度的 45． 5% 。水浇地土壤节肢 动物群落由 5 目 15 科动物组成， 优势类群为蚁科， 亚优势类群为皿蛛科 （ Linyphiidae ） 和蚁甲科 （ Pselaphi－2 dae） ， 其优势类群密度合计为 52． 8 只 m ， 占其群落个体总密度的 63． 5% ， 其余 12 个类群个体总数仅占 其群落个体总数的 36． 5% 。旱作农田改为水浇地后， 个体数量不变的有蟋蟀科、 步甲科和蜉金龟科 3 个 类群， 个体数量增加的有皿蛛科、 隐翅甲科和蚁科 3 个类群， 个体数量减少的只有叩甲科 1 个类群， 消失的 类群包括球蛛科 （ Theridiidae ） 、 逍遥蛛科 （ Philodromidae ） 、 鳃 金 龟 科 （ Melolonthidae ） 、 丽 金 龟 科 （ Ｒutelidae） 、 拟步甲科， 新侵入的类群包括园蛛科（ Araneidae） 、 狼蛛科（ Lycosidae） 、 蟹蛛科 （ Thomisidae ） 、 蚁甲科、 叶蜂科（ Tenthredinidae） 、 蟋蟀科（ Gryllidae） 、 吉丁虫科（ Buprestidae） 、 飘甲科（ Coccinellidae） 。
第1 期
赵哈林等
旱作农田改为水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响
表 2 两种农田土壤动物类群组成特征比较
· 11·
Tab． 2 Comparison of composition properties of soil arthropod community between the two types of farmlands
第 28 卷 第 1 期 2014 年 1 月
干 旱 区 资 源 与 环 境 Journal of Arid Land Ｒesources and Environment
Vol． 28 No． 1 Jan． 2014
文章编号： 1003 － 7578 （ 2014 ） 01 － 009 － 06
旱作农田改为水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响
项目 园蛛科 Araneidae 球蛛科 Theridiidae 皿蛛科 Linyphiidae 狼蛛科 Lycosidae 蟹蛛科 Thomisidae 逍遥蛛科 Philodromidae 蠼螋科 Labiduridae 蟋蟀科 Gryllidae 步甲科 Carabidae 蚁甲科 Pselaphidae 叩甲科 Elateridae 隐翅甲科 Staphilinidae 蜉金龟科 Aphodiidae 鰓金龟科 Melolonthidae 丽金龟科 Ｒutelidae 拟步甲科 Tenebrionidae 吉丁虫科 Buprestidae 瓢虫科 Coccinellidae 蚁科 Anthicidae 叶蜂科 Tenthredinidae 功能群 Pr Pr Pr Pr Pr Pr Om Om Pr Om Ph Pa De Ph Ph Ph Ph Pr Om Ph 4． 8 ʃ 4． 8 + + + 6． 4 ʃ 4． 8 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 3． 2 ʃ 0 8 ʃ 1． 6 + + + + + + + + + + + + + + 1． 6 ʃ 1． 6 4． 8 ʃ 4． 8 25． 6 ʃ 9． 6 3． 2 ʃ 0 + + + + + + + + + 1． 6 ʃ 1． 6 + + 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 + + + + 1． 6 ʃ 1． 6 3． 2 ʃ 0 1． 6 ʃ 1． 6 12． 8 ʃ 6． 4 3． 2 ʃ 1． 6 4． 8 ʃ 4． 8 1． 6 ʃ 1． 6 + + + + + + + + + + + + + + + 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 + + + + 14． 4 ʃ 4． 8 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 + + + + + + + 旱作农田 密度 （ Ind． m － 2 ） 水浇地 密度 （ Ind． m － 2 ） 1． 6 ʃ 1． 6 合计 密度 （ Ind． m － 2 ） 1． 6 1． 6 16． 0 1． 6 1． 6 1． 6 3． 2 3． 2 3． 2 12． 8 9． 6 6． 4 3． 2 1． 6 3． 2 8 1． 6 4． 8 30． 4 3． 2 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
1 研究方法
1． 1 研究区自然概况
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收稿日期： 2012 － 12 － 30 。 31270752 ） ； 国家科技支撑项目（ 2011BACO7B02 ） ； 国家 973 课题（ 2009CB421303 ） 资 基金项目： 国家自然科学基金课题（ 30972422 ， 助。 作者简介： 赵哈林（ 1954 － ） ， 男， 安徽马鞍山人， 研究员， 博士生导师。E － mail： resdiv@ lzb． ac． cn
表 1 两种类型农田土壤特性的比较 Tab． 1 Comparison on soil properties between two types of farmlands
项目 旱作农田 水浇地 细沙黏粒（ % ） 粗沙（ % ） 47． 5 ʃ 3． 1a 51． 1 ʃ 3． 0a 47． 9 ʃ 2． 4a 51． 1 ʃ 3． 1a 水分（ % ） 7． 0 ʃ 1． 7a 10． 1 ʃ 2． 1b 温度（ ħ ） 有机质（ g / kg） 全氮（ g / kg） 21． 7 ʃ 2． 3a 4． 6 ʃ 0． 4a 0． 3 ʃ 0． 0a 21． 1 ʃ 2． 4a 6． 4 ʃ 0． 5b 0． 4 ʃ 0． 1b 全磷（ g / kg） 0． 17 ʃ 0． 02a 0． 19 ʃ 0． 04b pH 8． 4 ʃ 0． 1a 8． 2 ʃ 0． 1b
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2008 － 2009 年在科尔沁沙地奈 提 要： 为了了解旱作农田改作水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响， 曼旗调查比较了灌溉农田与旱作农田土壤节肢动物群落结构和多样性的差异， 分析了其成因。研究结果表明： 2 1 ） 旱作农田改为水浇地后， 土壤节肢动物群落组成和种群密度分别由 4 目 12 科和 35． 2 只 / m 增加到 5 目 15 2 Shannon 多样性、 16． 9% 和 11． 8% ； 2 ） 旱作农田改 科和 83． 2 只 / m ， 均匀度和优势度指数也分别增加了 4． 2% 、 为水浇地后， 有 5 个类群因不适应农田灌溉而消失， 有 8 个新的类群侵入， 优势类群由拟步甲科更替为蚁科， 亚 优势类群由叩甲科和蚁科更替为皿蛛科和蚁甲科， 群落发生演替； 3 ） 群落中捕食性和杂食性类群比重分别由 20． 8% 和 15． 4% 增至 40． 0% 和 26． 7% ， 植食性类群比重由 30． 8% 降至 20． 0% ， 群落中捕食性和杂食性密度比 重分别由 18． 2% 和 18． 2% 增至 30． 8% 和 51． 9% ， 植食性动物密度比重由 54． 5% 降至 9． 6% ； 4 ） 土壤动物类群 密度、 多样性和均匀度指数均与土壤机械组成 、 土壤水分、 有机质、 全氮、 全磷含量呈正相关， 与土壤温度和 数、 pH 值呈负相关。这些结果说明， 旱作农田改为水浇地可以增加土壤节肢动物群落多样性和种群数量， 改变群 降低土壤节肢动物对作物危害的风险， 其作用机制主要源于灌溉可以明显改善土壤质地 、 水热 落功能群结构， 条件和土壤养分状况， 特别是土壤有机质和 pH 的变化。 关键词： 土壤节肢动物； 群落组成； 多样性； 沙质农田； 科尔沁沙地 中图分类号： S154． 5 文献标识码： A
2 结果和分析
2． 1 两种农田土壤理化特性比较 表 1 是旱作农田和水浇地土壤特性的比较 。可以看出， 除了土壤粗沙含量没有差别外， 水浇地的粉沙 黏粒含量、 土壤含水量、 有机质、 全氮、 全磷均高于旱作农田， 土壤温度和 pH 是旱作农田高于水浇地。 其 pH 的差异达到显著水平（ P ＜ 0． 05 ） ， 土壤含水量、 有机质、 全氮、 全磷、 土壤粗沙含量、 细沙黏粒含量和 中， 土壤温度的差异未达到显著水平 （ P ＞ 0． 05 ） 。
注： 横栏不同字母表示 P ＜ 0． 05 。
2． 2 两种农田土壤节肢动物群落组成的比较 从表 2 可以看出， 旱作农田土壤节肢动物群落由 4 目 12 科动物组成， 优势类群为拟步甲科 （ Tenebrionidae） ， 亚优势类群为叩甲科 （ Elateridae ） 和蚁科 （ Anthicidae ） 。 其优势类群个体密度合计 为 19． 2 只 m －2， 占其群落个体总密度的 54． 5% ， 其余 9 个类群密度合计占其群落总密度的 45． 5% 。水浇地土壤节肢 动物群落由 5 目 15 科动物组成， 优势类群为蚁科， 亚优势类群为皿蛛科 （ Linyphiidae ） 和蚁甲科 （ Pselaphi－2 dae） ， 其优势类群密度合计为 52． 8 只 m ， 占其群落个体总密度的 63． 5% ， 其余 12 个类群个体总数仅占 其群落个体总数的 36． 5% 。旱作农田改为水浇地后， 个体数量不变的有蟋蟀科、 步甲科和蜉金龟科 3 个 类群， 个体数量增加的有皿蛛科、 隐翅甲科和蚁科 3 个类群， 个体数量减少的只有叩甲科 1 个类群， 消失的 类群包括球蛛科 （ Theridiidae ） 、 逍遥蛛科 （ Philodromidae ） 、 鳃 金 龟 科 （ Melolonthidae ） 、 丽 金 龟 科 （ Ｒutelidae） 、 拟步甲科， 新侵入的类群包括园蛛科（ Araneidae） 、 狼蛛科（ Lycosidae） 、 蟹蛛科 （ Thomisidae ） 、 蚁甲科、 叶蜂科（ Tenthredinidae） 、 蟋蟀科（ Gryllidae） 、 吉丁虫科（ Buprestidae） 、 飘甲科（ Coccinellidae） 。
第1 期
赵哈林等
旱作农田改为水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响
表 2 两种农田土壤动物类群组成特征比较
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Tab． 2 Comparison of composition properties of soil arthropod community between the two types of farmlands
第 28 卷 第 1 期 2014 年 1 月
干 旱 区 资 源 与 环 境 Journal of Arid Land Ｒesources and Environment
Vol． 28 No． 1 Jan． 2014
文章编号： 1003 － 7578 （ 2014 ） 01 － 009 － 06
旱作农田改为水浇地对沙质土壤节肢动物群落的影响
项目 园蛛科 Araneidae 球蛛科 Theridiidae 皿蛛科 Linyphiidae 狼蛛科 Lycosidae 蟹蛛科 Thomisidae 逍遥蛛科 Philodromidae 蠼螋科 Labiduridae 蟋蟀科 Gryllidae 步甲科 Carabidae 蚁甲科 Pselaphidae 叩甲科 Elateridae 隐翅甲科 Staphilinidae 蜉金龟科 Aphodiidae 鰓金龟科 Melolonthidae 丽金龟科 Ｒutelidae 拟步甲科 Tenebrionidae 吉丁虫科 Buprestidae 瓢虫科 Coccinellidae 蚁科 Anthicidae 叶蜂科 Tenthredinidae 功能群 Pr Pr Pr Pr Pr Pr Om Om Pr Om Ph Pa De Ph Ph Ph Ph Pr Om Ph 4． 8 ʃ 4． 8 + + + 6． 4 ʃ 4． 8 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 3． 2 ʃ 0 8 ʃ 1． 6 + + + + + + + + + + + + + + 1． 6 ʃ 1． 6 4． 8 ʃ 4． 8 25． 6 ʃ 9． 6 3． 2 ʃ 0 + + + + + + + + + 1． 6 ʃ 1． 6 + + 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 + + + + 1． 6 ʃ 1． 6 3． 2 ʃ 0 1． 6 ʃ 1． 6 12． 8 ʃ 6． 4 3． 2 ʃ 1． 6 4． 8 ʃ 4． 8 1． 6 ʃ 1． 6 + + + + + + + + + + + + + + + 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 + + + + 14． 4 ʃ 4． 8 1． 6 ʃ 1． 6 1． 6 ʃ 1． 6 + + + + + + + 旱作农田 密度 （ Ind． m － 2 ） 水浇地 密度 （ Ind． m － 2 ） 1． 6 ʃ 1． 6 合计 密度 （ Ind． m － 2 ） 1． 6 1． 6 16． 0 1． 6 1． 6 1． 6 3． 2 3． 2 3． 2 12． 8 9． 6 6． 4 3． 2 1． 6 3． 2 8 1． 6 4． 8 30． 4 3． 2 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
1 研究方法
1． 1 研究区自然概况
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收稿日期： 2012 － 12 － 30 。 31270752 ） ； 国家科技支撑项目（ 2011BACO7B02 ） ； 国家 973 课题（ 2009CB421303 ） 资 基金项目： 国家自然科学基金课题（ 30972422 ， 助。 作者简介： 赵哈林（ 1954 － ） ， 男， 安徽马鞍山人， 研究员， 博士生导师。E － mail： resdiv@ lzb． ac． cn
表 1 两种类型农田土壤特性的比较 Tab． 1 Comparison on soil properties between two types of farmlands
项目 旱作农田 水浇地 细沙黏粒（ % ） 粗沙（ % ） 47． 5 ʃ 3． 1a 51． 1 ʃ 3． 0a 47． 9 ʃ 2． 4a 51． 1 ʃ 3． 1a 水分（ % ） 7． 0 ʃ 1． 7a 10． 1 ʃ 2． 1b 温度（ ħ ） 有机质（ g / kg） 全氮（ g / kg） 21． 7 ʃ 2． 3a 4． 6 ʃ 0． 4a 0． 3 ʃ 0． 0a 21． 1 ʃ 2． 4a 6． 4 ʃ 0． 5b 0． 4 ʃ 0． 1b 全磷（ g / kg） 0． 17 ʃ 0． 02a 0． 19 ʃ 0． 04b pH 8． 4 ʃ 0． 1a 8． 2 ʃ 0． 1b
