沿纬度梯度分别在长春、哈尔滨、绥化设置样地,通过陷阱法调查不同纬度农田和人工林地表节肢动物的群落组成和多样性特征,探讨地表节肢动物群落和环境因子的相互关系.本次调查共捕获地表节肢动物15001只,隶属于节肢动物门4纲8目44科83种.纬度梯度上,农田地表节肢动物个体数、人工林地表节肢动物物种数从低纬度向高纬度逐渐减少,且各纬度农田地表节肢动物个体数显著高于人工林,人工林物种数高于农田.多样性特征上,3个纬度中,人工林地表节肢动物的Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均高于农田,而农田的Simpson优势度指数要高于人工林;农田地表节肢动物多样性从低纬度到高纬度逐渐增大、优势度逐渐减少;人工林中,长春样地多样性指数最高,优势度较低,哈尔滨样地优势度指数较高,多样性指数最低,绥化样地居中.双变量相关分析表明,土壤pH值、全氮、有机质、含水量以及气温因子在哈尔滨农田样地中与地表节肢动物个体数呈显著相关性(P＜0.05),且含水量对地表节肢动物个体数量解释程度最大,其他样地中,地表节肢动物个体数量受环境因子的影响相对较小;冗余分析结果与双变量相关分析结果较一致,各样地中优势类群对环境因子有较强适应能力,广泛分布在各研究样地内,但环境因子对地表节肢动物个体数影响随纬度变化未呈现明显规律性.本研究为黑土区农田和森林土壤动物空间格局和生态系统稳定性研究奠定基础.

农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,是全球生态与环境研究的关键区之一.为了研究农田生物群落构建过程,探索其多样性维持机理,本研究于2015年在东北典型黑土区建立了16 hm2的农田生物多样性监测样地,按照作物生长期,于玉米生长大喇叭口期(8月初)、抽穗期(9月初)和成熟期(10月初)对陷阱法获取的地表大型节肢动物进行了统计分析.结果表明:3次调查共获得地表大型节肢动物5284只,隶属于节肢动物门3纲12目32科47种.调查中优势类群3类,常见类群11类.节肢动物营养功能群中植食性和杂食性节肢动物所占比重较大.地表大型节肢动物物种数量和个体数量随作物生长期有显著变化.9月初节肢动物的Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数相对较高,8月初Simpson优势度指数较高.从不同物种的变异系数(CV)及群落空间插值可以看出,节肢动物群落在水平方向上存在异质性.在与土壤环境因子关系上,双变量相关分析表明,不同月份地表大型节肢动物总个体数与土壤pH值、有机质、全氮、含水量的相关性均未达到显著性水平;典范对应分析(CCA)进一步表明,优势类群和常见类群对环境因子具有较强的适应能力,在研究区内分布广泛.农田生物多样性监测样地内地表节肢动物物种组成丰富,在作物不同生长时期地表节肢动物群落组成及空间分布格局具有明显的变化过程.农田生物多样性监测样地通过大尺度、长时间对样地内土壤动物空间过程进行监测,可以为解决群落生物多样性形成和维持机制提供重要手段.

人工绿洲是干旱区主要的自然景观之一,为了维护绿洲稳定而营建的防护林强烈改变地表生态水文过程,进而影响着地上和地下生物多样性.然而,以往的研究对地上植被关注较多,而对土壤动物研究较少.以张掖绿洲外围人工固沙植被群落和天然固沙植被群落为研究对象,探讨人工固沙植被恢复对荒漠地表节肢动物群落组成及多样性的影响及不同动物类群对植被变化的响应模式.研究表明,天然固沙植被群落转变为人工固沙植被群落显著降低了地表节肢动物数量,但提高了地表节肢动物类群丰富度和多样性,这在5月份表现尤为明显.植被类型对地表节肢动物群落的影响不同,8月人工柽柳林群落地表节肢动物活动密度、类群丰富度和多样性均显著高于人工梭梭林群落.人工固沙植被恢复显著降低了适应荒漠环境的拟步甲科甲虫,而蚁科和部分蜘蛛的数量显著增加,它们对人工固沙植被恢复的响应模式不同决定了群落结构及多样性的变化规律.此外,研究还发现一些地表节肢动物类群对不同生境具有强烈的指示作用,如拟步甲科等可指示荒漠生境,潮虫科等可指示梭梭林生境,而蠼螋科和狼蛛科等可指示柽柳林生境.综上所述,人工栽植固沙灌木形成的固沙植被群落导致了一些适应荒漠环境的地表节肢动物类群的数量降低,但也为更多的地表节肢动物类群提供了适应栖居环境和充足的食物资源等,从而提高了地表节肢动物的多样性.

为阐明长期不同耕作方式对轮作种植模式黑土农田地表节肢动物多样性及其营养结构的影响,2015年5月至9月间,利用陷阱法对连续13年玉米大豆轮作模式的定位试验站三种耕作方式(免耕、垄作、秋翻)的地表节肢动物群落进行了调查.共捕获动物1002只,隶属于3纲11目29科37个类群,凹唇蚁、玉米毛蚁和直角通缘步甲为优势类群.免耕(NT,no tillage)有利于增加蜘蛛类群密度,垄作(RT,ridge tillage)和秋翻(MP,mould board plough)显著增加了玉米毛蚁密度.耕作方式仅对群落密度有显著影响显著影响(P＜0.05),而大豆不同生育阶段显著或极显著的影响地表节肢动物群落组成特征(P＜0.05;P＜0.001).长期玉米大豆轮作种植的地表节肢动物群落营养功能群在不同耕作方式中所占比例不同,保护性耕作方式(NT、RT)更有利于捕食性和植食性动物的生存和繁殖,常规耕作(MP)则是杂食性动物占据优势,明显呈现对不稳定环境的适应.大豆不同生育期,各功能群的个体数与类群数的动态变化不尽一致,不具有明显的规律性.研究结果表明,免耕轮作对维持地表节肢动物群落内部物种间的关系及其营养结构有着较为重要的作用,保护性耕作和轮作种植模式相结合可维持农田生态系统平衡.

调查不同植被恢复措施下拉萨半干旱河谷地表节肢动物类群多样性以及群落结构,为揭示地表节肢动物多样性对植被恢复措施的响应具有重要意义.采用陷阱法对青藏高原半干旱河谷砂生槐灌丛、人工杨树林和藏沙蒿灌丛样地地表节肢动物群落组成、类群多样性以及功能群结构进行调查,计算各处理地表节肢动物类群相对多度、类群丰富度、多样性指数、Cody指数和S(o)rensen指数.共采集半干旱河谷地表节肢动物个体数738,隶属5纲15目51科.砂生槐灌丛样地收集节肢动物40科,占所有类群78.4％,杨树人工林和藏沙蒿灌丛样地调查到土壤节肢动物类群为30和23科,分别占总科数的58.8％和45.1％.各植被恢复类型在目的分类单元下,双翅目、膜翅目和弹尾目类群相对多度较高,而在科的分类单元下,驼跳科、蚁科和漏斗网蛛科为拉萨半干旱河谷优势地表节肢动物类群.砂生槐灌丛节肢动物类群丰富度和多样性指数最高,人工杨树林最低.砂生槐灌丛和藏沙蒿灌丛地表节肢动物营养功能群均以捕食性为主.不同植被群落间群落相似性也有差异,砂生槐与藏沙蒿灌丛间相似性较高,而人工杨树林与藏沙蒿之间较低.不同植物群落组成和结构影响土壤理化特性、地表凋落物数量、质量和微生境条件,进而影响地表节肢动物群落组成、数量和营养功能群.砂生槐灌丛样地具有较高节肢动物类群丰富度和捕食性动物类群,有利于拉萨半干旱河谷地区地表节肢动物多样性维护.

火是生态系统的主要干扰因子之一,直接影响地表土壤动物群落多样性.为了解大兴安岭火烧迹地地表土壤动物群落恢复状况,于2016年6月和8月,选取松岭区南瓮河国家级自然保护区内2006年落叶松白桦混交林重度火烧迹地为实验样地、未受干扰的混交林为对照样地,采用陷阱法研究地表土壤节肢动物群落组成与多样性.本研究共捕获地表土壤节肢动物17 460只,隶属5纲14目57科85属.其中大型土壤节肢动物隶属4纲11目36科55属,优势类群为铺道蚁属(Tetramorium);中小型土壤节肢动物隶属2纲3目18科30属,优势类群为球角跳属(Hypogastrura).整体而言,重度火烧迹地地表土壤节肢动物总个体数多于对照样地,而总类群数低于对照样地,但仅大型地表土壤节肢动物个体数明显低于对照样地(P ＜ 0.05).研究时段,8月份中小型土壤节肢动物的个体数明显高于6月份(P ＜ 0.05).群落多样性分析表明,重度火烧迹地与对照样地的地表土壤节肢动物群落多样性指数差异性不显著(P ＞ 0.05),其中6月份中小型地表土壤节肢动物Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数与Margalef丰富度指数明显低于8月份(P ＜ 0.01),而6月份Simpson优势度指数高于8月份(P＜ 0.01).火烧迹地与对照样地土壤节肢动物群落相似性系数为0.78,不同月份之间地表土壤节肢动物群落相似性均为0.43,表明地表土壤节肢动物群落总体变化较小,但地表土壤节肢动物群落随时间发生改变.地表土壤节肢动物对研究区域资源的利用存在明显的差异(P ＜ 0.01),重度火烧迹地可共同利用资源增多,对照样地可共同利用资源少而优势现象明显.重度火烧迹地地表主要土壤动物类群因可利用资源增加而导致生态位重叠指数增加.典型判别分析显示,地表土壤节肢动物群落受火烧干扰影响,且存在明显的季节变化.

为了解旅游对土壤生态环境的影响,综述了近40年来有关旅游干扰对土壤环境因子、植物、土壤动物和土壤微生物影响的研究进展.旅游干扰致使土壤紧实度、容重、pH、重金属含量升高,氮(N)、磷(P)、水分、有机质含量降低;旅游干扰导致地表植物的高度、盖度、多样性、丰富度、均匀度下降,伴人种植物增多;游客活动区土壤动物的种类、数量、密度均小于缓冲区和背景区,土壤线虫、节肢动物对旅游干扰比较敏感;旅游干扰使土壤酶活性、微生物丰度与多样性显著下降.旅游干扰对土壤生态系统的上述影响与游道、步道等游客活动中心地带的距离呈负相关.将来可构建旅游地生态数据库,从个体、细胞、分子等微观水平深入探讨旅游干扰对土壤生态系统的胁迫机理,发展旅游与环境的和谐共生关系,实现旅游业的可持续发展.

在干旱风沙区宁夏盐池县,选择典型放牧柠条锦鸡儿灌丛林地为研究样地,以邻近长期围栏封育灌丛林地为对照,调查了春季、夏季和秋季放牧和封育2种类型样地的地表植被、土壤性状和地面节肢动物分布特征,分析了灌丛林地地面节肢动物群落组成及多样性对放牧管理的响应规律.结果表明:1)放牧导致植被高度、土壤细砂粒含量和土壤电导率显著降低,而土壤容重和粗砂粒含量显著升高.2)调查共获得地面节肢动物13目40科,其中优势类群为蚁科和拟步甲科,其个体数占总个体数的68.75％;常见类群4类,其个体数占总个体数的20.82％;其余34类为稀有类群,其个体数占总个体数的10.44％.在春季、夏季和秋季,放牧和封育样地间地面节肢动物群落组成均差别较大,反映了地面节肢动物对包括放牧管理和季节变化双重作用下环境变化的敏感性和适应性.3)放牧导致地面节肢动物多度显著升高.但放牧样地和封育样地间地面节肢动物类群数、Shannon指数、均匀度指数和优势度指数在3个季节中均无显著差异.4)相关分析表明,地面节肢动物多度、均匀度指数、优势度指数均与植被高度、植物多度、土壤水分、土壤pH值和电导率存在相关性,而地面节肢动物Shannon指数与植被高度、土壤水分和土壤细砂粒存在相关性.偏冗余分析(RDA)表明,土壤pH值、植物多度、土壤含水量和温度是影响地面节肢动物群落个体数分布的关键驱动因子.研究表明,放牧管理条件下植被高度、土壤pH、土壤水分和土壤温度差异导致不同地面节肢动物类群表现出了不同的响应模式.灌丛对地面节肢动物多样性的保育效应能够削弱放牧干扰的负向影响.但放牧干扰下春季灌丛林地植食性地面节肢动物多度增加,需注重放牧易导致灌丛林病虫害发生和进行防控.

干旱区人工植被恢复驱动的土地利用变化强烈影响了地表和土栖的节肢动物群落结构及多样性.然而,我们对地表节肢动物群落关键类群-蜘蛛和甲虫对固沙植被恢复的响应及与环境变化关系的认识还很有限.以天然固沙灌木林和2种人工固沙灌木林为研究对象,运用方差分析和多变量分析等方法定量研究了干旱区天然和人工固沙植被区地表蜘蛛和甲虫分布特征及影响要素.结果 表明,天然灌木林与人工梭梭、柽柳林地表蜘蛛和甲虫群落组成明显不同,人工梭梭、柽柳林地表蜘蛛活动密度和甲虫多样性均显著高于天然灌木林,而地表甲虫密度和蜘蛛多样性变化与之相反.两种人工固沙灌木林之间蜘蛛和甲虫群落组成也存在一定差异,人工柽柳林地表蜘蛛活动密度、多样性和甲虫物种丰富度均显著高于人工梭梭林.进一步分析发现,蜘蛛群落中狼蛛科、平腹蛛科、皿蛛亚科和球蛛科与甲虫群落中拟步甲科、步甲科和象甲科等一些甲虫种属对3种生境的选择模式不同决定了蜘蛛和甲虫群落聚集结构.植被、土壤环境因子与蜘蛛和甲虫pRDA和pCCA结果表明,草本生物量、凋落物量、土壤含砂量、电导率和灌木盖度是影响蜘蛛分布的主要环境因子,它们解释了82.1％的蜘蛛群落变异;灌木盖度、草本生物量、土壤pH和砂含量是影响甲虫群落分布的主要环境因子,它们解释了60.6％的甲虫群落变异.总之,人工固沙灌木恢复影响了植被和土壤环境,它们相互作用改变了荒漠-绿洲过渡区蜘蛛和甲虫等地表节肢动物的分布格局.

农田节肢动物多样性具有病虫害控制、传粉等价值,选择一种或多种适宜、准确且高效的取样方法和指示类群来衡量农田节肢动物多样性是一项基础性工作.本文通过地表陷阱法、挂盆陷阱法、扫网法、目测计数法和吸虫器法在有机管理和常规管理农田区的不同农业生境类型中取样,比较不同方法对不同生物类群的捕获效率、经济成本、响应敏感性等.研究发现在捕获效率方面,地陷法和挂盆法最高,其次是扫网法,而吸虫器法和目测计数法较差.挂盆法对步甲、蜘蛛、蜂类和瓢虫类群的捕获效率较佳.陷阱法主要适用于蜘蛛和步甲的取样,扫网法也可用于蜘蛛和瓢虫的取样.在经济成本方面,地陷法的成本最低,扫网法的总成本最高.每种取样方法下仅有个别类群个体数量具有较好的响应敏感性,如地陷法的蜘蛛目个体数和步甲科个体数、挂盆法的总个体数、蜂类个体数和瓢虫科个体数、扫网法的直翅目个体数和半翅目个体数等.在此基础上,综合类群经济价值,操作难易,类群鉴定难度,被动取样程度,是否受取样人影响等比较发现:地陷法对步甲和蜘蛛的取样的综合效果最佳,而不同取样方法下多种类群的组合能更好地监测和评价农田节肢动物多样性的整体情况.地陷法捕获步甲或/和蜘蛛以及挂盆法调查蜂类的组合是基于本研究得出的调查农田节肢动物多样性的最佳组合.