小兴安岭典型阔叶红松林局地尺度地表和地下土壤动物群落空间异质性特征

发布时间：2020-10-14 18:14

　　 土壤动物作为重要的生态系统分解者,在空间尺度上常常表现为异质性特征,地表鞘翅目成虫和地下土壤跳虫作为土壤动物的重要组成部分,在维持生物多样性和生态系统功能方面具有重要作用。本文依托凉水国家级自然保护区东北典型阔叶红松林9 hm~2(300 m×300 m)动态监测样地,以地表鞘翅目成虫和地下土壤跳虫为研究对象,基于地统计空间分析方法和不同时空尺度的定位调查揭示研究变量在群落水平、科级水平和物种水平的空间自相关性及异质性分布格局。结果显示:2015年7月、8月和10月使用陷阱法3次取样调查共捕获地表鞘翅目成虫3186只个体,隶属12科、38属、72种,群落各月间科数量为显著差异(p0.05),物种数量和个体数量则为极显著差异(p0.01),研究区局地尺度空间上,地表鞘翅目成虫的多样性指数在各月份有所不同,也仅个别指数在调查月份间表现为显著差异(p0.05);2014年9月底10月初一次采样共捕获地下土壤跳虫18356只个体,隶属7科、21属、32种,多样性各指标大都为不显著差异。Moran's I系数表明在0-150 m的空间尺度上地表和地下土壤动物群落在三个水平上表现为复杂的空间自相关性。地表鞘翅目成虫群落及物种具有明显的尺度依赖性,仅在某一尺度或尺度范围上具显著性(正相关或负相关),各月将近60%的物种其I在-0.1与0之间,表现为弱空间自相关。地下土壤跳虫群落及优势科群落在整个空间距离内表现为空间正相关,样地内出现的大多数物种空间正负自相关性不显著,其他物种在|I|0.3的显著性检验水平上也仅在某一尺度或尺度范围内呈显著正相关或负相关。地表鞘翅目成群落及物种的空间异质性理论模型可以用线状、球状、指数和高斯模型进行拟合,异质性特征主要受结构性因素在12.90m-36.30m的范围内表现为空间聚集或结构性因素和随机性因素共同调控在最大变程范围在39.30m-1158.90m之间发生变化,受随机性因素作用的物种也占据较大的比率表现为纯块金效应,群落及物种(共有种)的空间异质性存在明显的季节性差异,具体表现在物种的调空因素和变程变化,随着季节的变化聚集分布减弱、随机(均匀)分布增强的特点,空间结构不稳定,结构性因素和随机性因素共同作用所占比重较大,空间结构存在较大变异,呈聚集或随机性分布,变程变化具有季节性和波动性。地下土壤跳虫群落理论模型可以用线状、指数、球状和高斯模型进行拟合,主要受结构性因素分别在13.7-126.10m的空间尺度上形成空间聚集或受随机性因素单一控制表现为纯块金效应在研究尺度内成随机或均匀分布。地表鞘翅目成虫以及地下土壤跳虫物种之间、物种与环境因子之间存在复杂的(正的或负的)空间关联性,地形因子和土壤理化性质因子均是影响地表鞘翅目成虫和地下土壤跳虫物种空间分布的重要因素,只是影响强弱具有差异性,但简单Mantel检验并未发现二者存在显著的空间关联性。地表鞘翅目成虫群落随着季节的变化(从夏天到秋天)聚集物种数量的斑块形状复杂程度降低,在样地的中心及其周围形成物种数量最大值聚集区,葬甲科、步甲科和隐翅虫科群落的空间分布都具有一定的斑块性,在空间上呈梯度状分布,三者空间分布格局存在较大的差别。土壤跳虫群落集物种数量的斑块形状具有复杂性,呈现连续的斑块分布特征,形成取值较高斑块与取值相对较低斑块镶嵌分布的空间格局,聚集分布特征明显。本文旨在揭示研究变量的空间异质性变化特征,为鞘翅目成虫和土壤跳虫群落物种构建机制研究奠定基础。
【学位单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S714.3
【部分图文】：

属 12 科、38 属、72 种，物种数和个体数 7 月>8 月>10 月，且均表现为显著差异(p<0.05)。鞘翅目成虫群落物种数量和个体数量从 7 月到 10 月变化具有一致性，均为 7 月最多，8 月次之，10 月最少。7、8 和 10 月鞘翅目成虫群落优势种的数量分别为 3、3、1、常见种的数量分别为 7、3、11 和稀有种的数量分别为 43、28、9，稀有物种所占的比例大，仅 10 月常见种数量多于稀有种，见表 3-1。步甲科是各月份的优势科，葬甲科在 7 月和 8 月个体数量最多，隐翅虫科是 7 月和 10 月的优势科且 10 月的多度百分比达到了 82.01%。7 月、8 月和 10 月分别为 11 科、4科和 7 科且差异显著(p <0.05)，稀有科数量 7 月（8 科）最多、10 月（3 科）次之、8 月（1 科）最少，7 月没有常见科。步甲科是各月份的优势科，葬甲科在 7 月和8 月个体数量最多，隐翅虫科是 7 月和 10 月的优势科且 10 月的多度百分比达到了82.01%。7 月、8 月和 10 月分别为 11 科、4 科和 7 科且差异显著(p <0.05)，稀有科数量 7 月（8 科）最多、10 月（3 科）次之、8 月（1 科）最少，7 月没有常见科，见表 3-1。从 7 月到 10 月葬甲科和步甲科个体数量明显减少，而隐翅虫科 10月较 8 月物种数量和个体数量都有所增加，其他科由于个体数量稀少基本为样地的稀有科，见图 3-1 和表 3-1

第 3 章 土壤动物群落组成和多样性QC57-P sericans、QC58-P solidus、QC59-P spadiceus、QC60-P tenuicornis、QC61-P wuesthoffi、QC62-Phucobius simulator、QC63-Psephidonus sinuatus、QC64-Melanotus legatus、QC65-Trixagusmicado 、 QC66-Poiyaumbus gebleri 、 QC67-Morophister jakeli 、 QC68-Elaphrus punctatus 、QC69-Maladera ovatula 、 QC70-Ambrostoma guadriimpressum 、 QC71-Cantharidae sp. 、QC72-Aphodiidae fufipes.3.1.2 地下土壤跳虫群落结构组成和数量特征2014 年 9 月末一次调查共捕获地下土壤跳虫 18356 只，隶属 7 科、21 属、32种，见表 3-3，其中疣跳虫科( Neanuridae)、绫跳虫科（Entomobryidae）、节跳虫科（Isotomidae）、棘跳虫科( Onychiuridae)组成了调查月份土壤跳虫群落的优势科，其物种数分别是 6、8、4 和 10，差异不显著，其个体数量分别是 2768 只、5523只、4707 只和 4582 只，个体数量仅优势科疣跳虫科与其他优势科存在显著差异（p＜0.05）。土跳科（Tullbergiidae）、短角跳科（Odontellidae）、鳞跳虫科（Tomoceridae）组成了群落的稀有科，大都为 1 属 1 种或 2 种，个体数量较少，在调查月份没有发现常见科。

注：以类群和科为单位不同上标字母表示在 P <0. 05 水平上显著图 3-3 地下土壤跳虫群落及优势类群多样性指数Table 3-3 The diversity of soil springtails and advantage communities3.3 小结本章分析了地表鞘翅目成虫和地下土壤跳虫的群落结构及多样性特征。研究表明，研究区局地尺度空间上，地表鞘翅目成虫在不同研究水平上，群落的个体数、物种数和多样性指数均具有明显的季节变化性和动态性；地下土壤跳虫在采集月份没有发现常见科，通过群落水平的不同层次的对比分析以及优势科之间的对比分析，优势科之间的丰富度指数存在较大的差异。
【参考文献】

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本文编号：2841006