纬度和土地类型对寒地地表节肢动物群落的影响

论文摘要

陆地生态系统地表节肢动物体型小、生殖力强、世代周期短、数量庞大、分布广泛、种类繁多,是自然界中物质循环及能量流动不可或缺的生物因子。农林生态系统是人类生产和生活的基础,提供了人类生产生活必须的物质材料。中国的寒地黑土区是最重要的农林生态区,地处平原,正经历着快速的气候变化和土地利用变化。研究该区域内不同纬度梯度上农田林地中节肢动物群落结构、多样性特征及功能群特征,节肢动物群落结构时间动态和环境因子的相互关系,是预测这些变化对农林生态系统服务功能影响的重要依据,也是为调整农林管理战略措施,维持全球变化下农林系统稳定性的重要基础。本研究主要开展了两方面实验:一方面,于2017年,在东北寒地沿着从低到高的纬度梯度,分别在长春、哈尔滨、望奎三个地区的农田和人工林生境中选择18块各约一公顷样地,采用陷阱法,调查不同纬度农田和人工林生态系统中地表节肢动物,比较了不同纬度和不同土地类型地表节肢动物群落组成、多样性及功能群的差异。另一方面,于2018年的7月到10月,在哈尔滨农田及人工林样地中采集地表节肢动物,分析节肢动物群落分布、多样性特征及功能群的动态变化特征,并运用双变量相关分析和典范对应分析探索不同时间地表节肢动物和土壤环境因子间的关系,揭示农田、人工林地表节肢动物群落时间变化的影响因子。结果如下:(1)不同纬度农田和人工林节肢动物群落特征在不同纬度的农田样地中共捕获节肢动物12331头,隶属于节肢动物门3纲8目30科57种。三个纬度的农田系统中没有共同优势种,并且节肢动物个体数量在不同纬度上无显著差异,但在物种数上差异显著。从多样性特征来看,望奎样地内物种多样性指数大,但优势度低;长春样地内物种的优势度较高,多样性指数最低。不同纬度人工林生态系统中共捕获节肢动物2760头,隶属于节肢动物门4纲10目41科73种。三个纬度人工林样地没有共有优势种,三个纬度物种多样性指数存在明显差异。通过对比同纬度下人工林样地和农田样地节肢动物群落特征发现,三个纬度中人工林样地的节肢动物个体数相对于农田样地较少,而物种数却多于农田样地;在多样性上,农田样地的优势度指数高于人工林,多样性较低,人工林样地物种多样性高,且物种分布的更均匀,人工林的节肢动物相对于农田样地节肢动物来说群落结构更稳定。从节肢动物的功能群特征来看,纬度对节肢动物功能群的组成无明显影响,但对个别功能群的物种组成有明显的影响,如杂食性节肢动物群落的组成在不同纬度的样地中具有明显差异。土地类型的变化对各个功能群的分布上无明显影响,但对各类功能群的物种组成上有明显的影响,人工林和农田样地的物种分布上存在明显的差异。(2)农田和人工林生境节肢动物群落结构时间变化2018年7月到10月的采样中,农田样地中节肢动物物个体数量随时间呈现出递减的变化趋势,7月最多,10月最少,采集效应可能对节肢动物数量存在一定的影响;物种数上没有明显的变化趋势,9月物种数最多,而10月采集到的物种个体数和物种数均是最低,且与其他各个月份之间均有显著的差异;在多样性特征上,9月的物种多样性指数最大,10月最低,7月和8月居中,优势度指数与多样性指数存在相反的变化趋势。人工林样地中节肢动物个体数量7月与8月存在显著性差异,8月节肢动物捕获的个体数量显著低于7月所捕获到的个体数量,其他月份之间无显著差异;从群落的多样性特征可知,物种多样性指数的时间变化趋势为10月>9月>7月>8月,优势度与物种多样性存在相反的变化趋势,10月的物种均匀度最高,7月份的物种丰富度最高。农田和人工林样地节肢动物群落时间差异来看,农田样地的物种数和个体数在时间上波动较大,人工林样地随时间波动较小,节肢动物有随时间变化迁移的趋势,在作物生长季节早期,节肢动物趋向于农田样地,而在作物成熟期,部分物种从农田迁移到人工林或其他生境中。从环境因子对节肢动物群落的影响来看,速效磷对人工林和农田中节肢动物影响较大,此外有机质和总氮的影响也不可忽略。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 前言
•   1.1 节肢动物研究现状
•     1.1.1 林地节肢动物研究现状
•     1.1.2 农田节肢动物研究现状
•     1.1.3 不同纬度节肢动物多样性研究
•   1.2 研究目的及意义
• 2 材料与方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 样地设置
•   2.3 样品分类鉴定
•   2.4 数据处理
•     2.4.1 群落多样性指数
•     2.4.2 Raunkiae频度和变异系数
•     2.4.3 土壤理化性质的测定
• 3 结果与分析
•   3.1 节肢动物群落特征的空间异质性
•     3.1.1 农田节肢动物群落特征
•     3.1.2 人工林节肢动物群落特征
•     3.1.3 同纬度两种用地类型中节肢动物群落差异
•     3.1.4 节肢动物功能群特征
•   3.2 节肢动物群落的时间动态
•     3.2.1 农田节肢动物群落时间动态
•     3.2.2 人工林节肢动物群落时间动态
•     3.2.3 农田和人工林节肢动物功能群时间变化
•     3.2.4 环境因子对不同生境节肢动物的影响
• 4 讨论
•   4.1 纬度梯度下节肢动物群落特征
•     4.1.1 不同纬度农田节肢动物群落特征
•     4.1.2 不同纬度人工林节肢动物群落特征
•     4.1.3 同纬度农林样地节肢动物群落差异
•   4.2 节肢动物群落特征时间变化
•     4.2.1 农田节肢动物群落时间变化
•     4.2.2 人工林节肢动物群落时间变化
•     4.2.3 农林样地节肢动物群落时间变化差异
•     4.2.4 研究不足与展望
• 5 结论
•   5.1 不同纬度节肢动物群落特征
•   5.2 农田和人工林生境节肢动物群落结构时间变化
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马艳龙

导师: 叶乐夫

关键词: 节肢动物,群落结构,多样性特征,农田和人工林,纬度梯度,时间动态

来源: 东北农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农业基础科学

单位: 东北农业大学

基金: 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-04),东北农业大学“518501,学术骨干”项目,国家重点研发计划“粮食丰产增效科技创新”重点专项“黑龙江省春玉米,粳稻丰产增效模式构建与超高产关键技术研究”课题(2017YFD0300506),国家自然科学基金青年项目(31100304)

分类号: S185;S186

总页数: 71

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