广西喀斯特地区甘蔗园土壤动物群落多样性及季节动态

摘要：【目的】对广西喀斯特地区甘蔗园土壤动物群落多样性进行调查，了解其多样性特征及季节动态规律，为指导喀斯特地区开展甘蔗科学种植和充分发挥喀斯特土地潜力提供基础资料。【方法】2012年3月～2013年2月采用手捡法、干漏斗法和湿漏斗法逐月12次对广西喀斯特地貌下甘蔗园土壤动物群落多样性进行调查。【结果】全年捕获土壤动物5090只，隶属于3门10纲20目23类，其中，优势类群为弹尾目（53.08%）、蜱螨目（18.84%）和泄管纲（15.99%），常见类群为双尾目（2.24%）、膜翅目（1.93%）、双翅目幼虫（1.69%）、颤蚓目（1.59%）和蜘蛛目（1.12%）。甘蔗园土壤动物类群数季节动态为：秋季>冬季>春季>夏季，个体数季节动态为：秋季>夏季>春季>冬季，多样性季节动态为：秋季>春季>夏季>冬季。【结论】广西喀斯特地区甘蔗园土壤动物群落优势类群为弹尾目、蜱螨目和泄管纲3类，常见类群和稀有类群多度较低，群落多样性的季节变化受自然环境变化和人类耕作活动的双重影响，具有自身的特点和规律。

关键词： 土壤动物；甘蔗园；多样性；季节动态；喀斯特地区；广西

中图分类号： S154.5；Q958.15 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）06-0941-06

0 引言

【研究意义】土壤动物在土壤生态系统中起分解有机質、改变土壤理化性质、保持土壤持水性和通透性、熟化土壤、促进物质循环和树木、花草、果蔬、作物等正常生长和丰产的重要作用，同时能反映生境的优越程度及人类活动的影响（Pankhurst et al.， 1995； Lobry， 1997； Nombela et al.， 1999；蒋海东等，2006）。喀斯特地区土壤肥力低下，土地利用方式不当易导致土壤质量发生变异，严重时可导致喀斯特石漠化现象。甘蔗作为广西喀斯特地区主要经济作物之一，其耕种土壤的持续健康是该产业乃至整个农业可持续发展的重要保障（谭宏伟等，2003；刘方等，2005；李新爱等，2006；杨艳芳等，2009；杨珊等， 2010；徐广平等，2014）。因此，开展喀斯特地区甘蔗园土壤动物研究，可为科学评价喀斯特甘蔗园生态系统质量及维护土壤健康提供理论基础，对促进广西蔗糖产业发展具有重要意义。【前人研究进展】自20世纪50～60年代国内外开展农业生态系统土壤动物研究以来，相继开展了针对玉米地、菜地、麦田、稻田、茶园、桃园、枣林等不同农田生态系统土壤动物的研究（刘长海等，2011；宋理洪等，2011； Maria et al.，2012；肖玖金等，2013；范换等，2014），逐步掌握了不同农业生态系统土壤动物多样性的特征和规律，并认为土壤动物可作为农业生态系统土壤污染监测和土壤质量评价的重要指示生物。但有关甘蔗园土壤动物群落研究，国内仅胡理乐等（2013）报道广西武鸣县甘蔗园7月的土壤动物群落结构和多样性，认为在甘蔗种植地，土壤动物的数量、多样性、生物学质量均出现显著下降。【本研究切入点】广西是我国最大的蔗糖产区，糖料蔗种植面积和产糖量均占全国的60%以上，广西甘蔗在土壤瘦薄的喀斯特地区广泛种植，但目前关于喀斯特地区甘蔗园土壤动物群落多样性和季节动态研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】采用手捡法、干漏斗法（Tullgren）和湿漏斗法（Baermann），通过全年逐月调查，掌握广西喀斯特地区甘蔗园土壤动物群落结构及多样性，并结合统计分析和甘蔗园耕作实践了解甘蔗园土壤动物群落多样性的季节动态，为指导喀斯特地区开展甘蔗科学种植和充分发挥喀斯特土地潜力提供基础资料。

1 材料与方法

1. 1 研究地概况

研究地点位于广西重要蔗糖产业基地宜州市境内。该市位于广西偏西北部，北回归线略偏北，属中亚热带季风气候区，年平均日照时数1696.9 h，平均气温19.6～22.0 ℃，年均降雨量1300～1325 mm，年无霜期323 d。境内喀斯特地貌发育充分，土壤多由石灰岩、砂岩、泥砾岩发育形成，土层薄，砾石含量高。蔗田土壤酸化明显，有机质、氮、钾、硼、锰含量偏低，肥力总体上以中低产田为主（杨艳芳等，2009；孙昕等，2010）。

1. 2 采样点与样品采集

在宜州市境内自西向东分别设置4个采样点：（A）怀远镇叶茂电站附近；（B）庆远镇马安村；（C）刘三姐乡马山塘村；（D）洛东乡洛东水电站附近。2012年3月～

2013年2月，逐月对4个样点进行12次土壤动物采集。每个样点设置一个50 cm×50 cm的样方，每个样方依上而下分4层（0～5、5～10、10～15和15～20 cm），先用手捡法分层采集大型土壤动物，并用75%酒精保存，带回实验室；然后再用100 mL的取土器依上述4层各取4份土样（全年共计768份土样），其中3份用干漏斗法分离干生中小型土壤动物，1份使用湿漏斗法分离湿生土壤动物，均回收到75%酒精保存。

1. 3 土壤动物鉴定

在双筒显微镜（OLYMPUS SZX16）下依据《中国土壤动物检索图鉴》（尹文英，1998）、《昆虫分类学》（郑乐怡和归鸿，1999）、《中国土壤动物》（尹文英，2000）等专著对所采集的土壤动物进行鉴定并分类统计。

1. 4 统计分析

依据类群个体数量占捕获总数量的10.0%以上为优势类群、1.0%～10.0%为常见类群、低于1.0%为稀有类群的标准对所采集的土壤动物进行多度划分。结合以下多样性分析计算公式进行多样性分析。

Shannon-Weiner多样性指数（H）：H=-■pilnpi

Pielou均匀度指数（E）：E=H/lnS

Richness丰富度指数（D）：D=lnS/lnN

Berger-Parker优势度指数（I）：I =Nmax/N