system: [SYSTEM]

user: 3. 结果与分析 3.1. 土壤动物群落组成结构对氮沉降的响应 3个采样期(2019.05~09月)共计捕获到土壤动物8769只，计45类，隶属于3门11纲25目(表1)。小兴安岭地区森林生态系统的优势类群为甲螨亚目、摇蚊幼科、等节跳科3类，占总个体数的68.13%；常见类群为双翅目幼科、球角跳科、棘跳科、革螨科、鳞跳科、辐螨亚目、线蚓科、线虫8类，占24.6%；这些类群构成了小兴安岭森林生态系统土壤动物的主体，剩余37类为稀有类群，占7.27%。 Table 1 Community groups and quantitative statistics of soil Animals in the Xiaoxing'an Mountain 名称Name 体型Size CK LN MN HN 百分比Percent (%) 多度Degree 后孔寡毛目Opisthopora 正蚓科Lumbricidae Macro 18 15 11 35 0.9 近孔寡毛目Plesinpora 线蚓科Enchytraeidae Macro 31 26 14 41 1.28 ** 线虫目Nemata Micro 17 33 16 23 1.01 ** 蜘蛛目Araneae Macro 19 18 5 3 0.51 伪蝎目Pseudoscorpiones Macro - 1 1 - 0.02 盲蛛目Opiliones Macro 1 3 1 - 0.06 寄螨目Parasiformes 革螨科Mesostigmata Meso/Micro 60 51 76 66 2.89 ** 硬蜱科Ixodidae Meso/Micro 3 1 1 - 0.06 节腹螨亚目Opilioacarida Meso/Micro 2 - 1 1 0.05 软蜱科Argasidae Meso/Micro - 1 - 1 0.02 真螨目Acariformes 甲螨亚目Oribatida Meso/Micro 788 559 696 848 32.97 *** 辐螨亚目Actinetidida Meso/Micro 83 41 40 55 2.5 ** 叶螨科Tetranychidae Meso/Micro 14 4 13 2 0.38 等足目Isopoda 鼠妇科Porcellionidae Macro 3 11 16 5 0.4 圆马陆目Sphaerotheriida 生圆马陆科Sphaeropoeidae Macro 13 4 4 3 0.27 地蜈蚣目Geophilomorpha 地蜈蚣科Geophilidae Macro 13 16 15 17 0.7 石蜈蚣目Lithobiomorpha 石蜈蚣科Lithobiidae Macro 1 1 2 - 0.05 蜈蚣目Scolopendromorpha 大蜈蚣科Scolopendromorpha Macro 3 2 3 3 0.13 综合纲Symphyla 幺蚰科Scutigerellidae Macro 12 8 6 12 0.43 蚖目Acerentomata 蚖科Acerentomidae Meso/Micro 4 5 8 5 0.25 弹尾目Collembola 等节跳科Isotomidae Meso/Micro 375 251 365 312 14.86 *** 棘跳科Onychiuridae Meso/Micro 109 49 58 46 2.99 ** 球角跳科Hypogastruridae Meso/Micro 130 74 82 77 4.14 ** 鳞跳科Tomoceridae Meso/Micro 56 43 71 85 2.91 ** 圆跳科Sminthuridae Meso/Micro 11 7 8 7 0.38 疣跳科Neanuridae Meso/Micro 2 2 1 1 0.07 跳虫科Poduridae Meso/Micro 1 1 1 - 0.03 长角跳科Paronellidae Meso/Micro 17 10 8 15 0.57 双尾目Diplura 康虫八总科Campodeidae Macro 3 6 5 1 0.17 缨翅目Thysanoptera 蓟马科Thripidae Macro 3 3 2 2 0.11 半翅目Hemiptera 鞭蝽科Dipsocoridae Meso/Micro 1 1 - 1 0.03 蝉科Cicadidae Meso/Micro - 1 - 1 0.02 鞘翅目Coleoptera 隐翅甲科Staphylinidae Macro 9 5 5 13 0.36 虎甲科Cicindelidae Meso/Micro 0 1 - 1 0.02 象甲科Curculionidae Meso/Micro 2 - 1 - 0.03 鞘翅目幼Coleopteralarvae 水龟甲科Hydrophilidae Meso/Micro 1 - - - 0.01 步甲科Carabidae Meso/Micro 13 5 13 13 0.5 金龟甲科Scarabaeidae Meso/Micro - - - 1 0.01 鳞翅目Lepidoptera 夜蛾科Noctuidae Macro 2 4 2 6 0.16 双翅目Diptera 摇蚊科Chironomidae Macro 446 394 339 601 20.3 *** 虻科Tabanidae Macro - 1 - - 0.01 双翅目幼虫Diptera Macro 150 154 141 158 6.88 ** 大蚊科Tipulidae Macro 7 2 1 12 0.25 膜翅目Hymenoptera 小蜂科Chalcidae Macro 3 6 2 5 0.18 蚁科Formicidae Macro 1 1 - 1 0.03 食牙蝇科Syrphidae Macro - 2 - 2 0.05 直翅目Orthoptera 蟋蟀科Gryllidae Macro - 1 2 - 0.03 脉翅目Neuroptera 蚁蛉科Myrmeleontidae Macro - - - 1 0.01 总计Total 个体数Individuals Macro/Meso/Micro 2427 1824 2036 2482 类群数Groups Macro/Meso/Micro 43 38 39 39 表1. 小兴安岭地区土壤动物群落类群和数量统计 注：***：优势类群(≥10%)；**：常见类群1%~10%；-：未发现此类群；n = 3。 0~10 cm土层共捕获6979只，占土壤动物总个体数的79.59%，共计45类。由图1可知，甲螨亚目、摇蚊幼科、等节跳科为优势类群，共占0~10 cm土壤动物总个体数的68.26%；双翅目幼虫、球角跳科、鳞跳科、棘跳科、革螨科、辐螨亚目等7类为常见类群，占24.22%；线虫目、正蚓科等剩余35类为稀有类群，占7.52%。总体来看，0~10 cm土层土壤动物的个体总数在高氮(HN)处理下达到最高，低氮(LN)处理下最低；与CK处理相比，氮沉降处理下土壤动物类群总数表现出降低的趋势。 图1. 小兴安岭地区0~10 cm和10~20 cm层土壤动物主要类群 10~20 cm土层共捕获1790只，占总个体数的20.41%，43类，甲螨亚目、摇蚊幼科为优势类群，占10~20 cm土壤动物个体数总数的57.82%；双翅目幼虫、等节跳科、革螨科、辐螨亚目、球角跳科、棘跳科等11类为常见类群，占35.14%；地蜈蚣科等30类为稀有类群，占7.04% (图1)。10~20 cm土层对照处理样地的土壤动物个体数和类群数均大于氮添加处理样地。其中优势类群甲螨亚目、常见类群辐螨亚目、革螨科、球角跳科、棘跳科及鳞跳科等的个体数在氮沉降处理下均有不同程度减少；其余各类群对氮沉降的响应程度不一，但均有增加或减少的趋势。 3.2. 模拟氮沉降对土壤动物群落分布特征 3.2.1. 季节分布特征 不同季节模拟氮沉降对土壤动物个体数和类群数的响应如图2所示，所有处理下土壤动物的个体总数表现为：9月 > 5月 > 7月，差异显著(P < 0.05)。其中0~10 cm土层土壤动物整体上个体数表现为先减少后增加，但并未达到显著水平。CK和LN处理下土壤动物的个体数随季节变化均表现为递减趋势，其中5月CK处理下个体数显著高于7月和9月(P < 0.05)，MN和HN处理下个体数随季节的变化先减少后增加，均未能达到显著差异。10~20 cm土层 CK和HN处理下土壤动物个体数随季节的变化表现为递增趋势；LN处理为递减趋势；MN处理为先减少后增加；其中7月MN处理显著低于5和9月(P < 0.05)。 图2. 不同季节模拟氮沉降下土壤动物的个体数与类群数 总体来看，类群总数5月显著高于7月和9月(P < 0.05)。其中0~10 cm土层土壤动物的类群数整体表现为降低的趋势，在不同季节CK处理下的土壤动物类群数均高于氮添加处理样地，但未有显著变化。10~20 cm土层土壤动物的类群数在5月和9月的CK处理下均处于最高；CK、LN、MN处理下土壤动物类群数随季节的变化整体表现为递减的趋势；其中5月MN处理下类群数显著高于7和9月(P < 0.05)。 3.2.2. 垂直分布特征 在模拟不同浓度氮添加处理下土壤动物的个体数和类群数的垂直分布特征如图3所示，0~10 cm土层和10~20 cm土层的个体数和类群数均呈现为先减少后增加的趋势，方差分析结果显示所有处理下0~10 cm土层土壤动物个体数及类群数均显著高于10~20 cm土层(P < 0.05)，呈现出明显表聚性特征。 图3. 模拟氮沉降对土壤动物的个体数与类群数的垂直分布 3.3. 土壤动物群落结构与土壤理化性质的相关性分析 由表2可知，CK处理下0~10 cm土层土壤动物的丰富度(D)、多样性(H')、优势度(C)、均匀度(J)、类群数均高于氮沉降处理，而个体数在HN处理达到最大值；与CK相比，施氮处理下10~20 cm土层土壤动物丰富度、个体数及类群数降低；多样性和优势度除HN处理外均有减少，均匀度除MN处理外均增加；但均未达到显著处理。 Table 2 Community diversity of soil animals in different soils under simulated nitrogen depositio 层次 氮处理 丰富度(D) 多样性(H') 优势度(C) 均匀度(J) Group number Total number 0~10 cm CK 3.32 ± 0.28 1.98 ± 0.11 0.78 ± 0.02 0.39 ± 0.03 206.78 ± 43.93 18.11 ± 1.72 LN 3.06 ± 0.29 1.92 ± 0.11 0.77 ± 0.02 0.38 ± 0.02 165 ± 28.33 16.44 ± 1.50 MN 2.86 ± 0.26 1.85 ± 0.10 0.76 ± 0.02 0.37 ± 0.02 180.22 ± 35.18 15.44 ± 1.41 HN 2.95 ± 0.22 1.88 ± 0.09 0.77 ± 0.02 0.37 ± 0.02 223.44 ± 55.50 16.33 ± 1.72 10~20 cm CK 2.94 ± 0.23 1.83 ± 0.11 0.74 ± 0.03 0.47 ± 0.04 62.89 ± 11.94 12.78 ± 1.09 LN 2.54 ± 0.25 1.76 ± 0.15 0.74 ± 0.05 0.49 ± 0.04 37.67 ± 5.47 10.33 ± 1.11 MN 2.50 ± 0.21 1.68 ± 0.11 0.71 ± 0.04 0.46 ± 0.04 46 ± 6.96 10.33 ± 0.99 HN 2.82 ± 0.25 1.87 ± 0.11 0.75 ± 0.04 0.51 ± 0.06 52.33 ± 12.14 11.44 ± 0.97 表2. 模拟氮沉降下不同土层土壤动物的群落多样性 通过Pearson相关系数分析发现(表3，表4)，0~10 cm土层土壤动物的丰富度(D)、多样性(H')、优势度(C)、均匀度(J)整体均与土壤SWC和TN含量呈显著负相关(P < 0.05)；与土壤pH值显著正相关(P < 0.05)。多样性(H')与土壤NO− 3-N含量显著正相关(P < 0.05)。总个体数与土壤pH值和TP含量呈显著正相关(P < 0.05)。 Table 3 Correlation coefficient of 0~10 cm soil physicochemical properties with soil animal communit Diversity index SWC pH TC TN TP NH+ 4-N NO− 3-N 丰富度指数(D) −0.379* 0.555** −0.292 −0.341* 0.286 0.206 0.304 多样性指数(H') −0.451** 0.473** −0.275 −0.442** 0.263 0.106 0.342* 优势度指数(C) −0.413* 0.396* −0.266 −0.470** 0.203 0.037 0.302 均匀度指数(J) −0.402* 0.368* −0.218 −0.530** 0.068 −0.121 0.212 Group number 0.132 −0.037 0.037 0.254 0.167 0.277 0.096 Total number −0.311 0.488** −0.268 −0.207 0.337* 0.286 0.292 表3. 0~10 cm土壤理化性质与土壤动物群落的相关系数 注：*：差异显著(P < 0.05)；**：差异极显著(P < 0.01)；n = 3。 Table 4 10~20 cm correlation analysis between environmental factors and soil animal communitie Diversity index SWC pH TC TN TP NH+ 4-N NO− 3-N 丰富度指数(D) −0.369* 0.432** −0.265 −0.377* 0.133 −0.067 0.462** 多样性指数(H') −0.436** 0.403* −0.388* −0.515** 0.137 −0.175 0.346* 优势度指数(C) −0.391* 0.344* −0.430** −0.541** 0.138 −0.134 0.276 均匀度指数(J) −0.449** 0.287 −0.505** −0.636** 0.07 −0.231 0.159 Group number 0.155 0.096 0.289 0.364* 0.076 0.181 0.131 Total number −0.227 0.389* −0.076 −0.135 0.135 0.05 0.470** 表4. 0~20 cm土壤理化性质与土壤动物群落的相关系数 注：*：差异显著(P < 0.05)；**：差异极显著(P < 0.01)；n = 3。 10~20 cm土层土壤动物丰富度(D)、多样性(H')、优势度(C)、均匀度(J)整体均与土壤SWC含量和TN含量显著负相关(P < 0.05)；除均匀度(J)外其余指数和个体数都与土壤pH值显著正相关(P < 0.05)；除丰富度(D)外其余指数都与土壤TC含量显著负相关(P < 0.05)；土壤动物的丰富度(D)、多样性(H')、优势度(C)、均匀度(J)和类群总数均与土壤TN含量显著正相关(P < 0.05)；丰富度(D)、多样性(H')和总个体数与土壤NO− 3-N含量显著正相关(P < 0.05)。