不同强度干扰下南泥湾湿地土壤动物动态变化研究

As an important wetland area in north of Shaanxi province, Nanniwan was cultivated in the war time but has not been acknowleged until now. Soil fauna is a primary component of wetland ecosystem and the study of its community structure and changes can provide fundamental materials for the exploration of biological diversity and its function. On the basis of preliminary investigation, the study plans to apply the combining research methods of field investigation sampling, fixed point dynamic observation and laboratory experiment tests, taking the soil fauna in Nanniwan wetland area as the study objects. 6 plots, including non-degraded wetland, slightly degraded wetland, moderately degraded wetland, seriously degraded wetland, cultivated wetland (farmland) ) and wetland resorted from reclamation(returning from farmland to wetland) are to be selected and the research is to systematically study the relationship between structure features of soil fauna community in wetland and soil physicochemical factors and their seasonal dynamic 3 years in arow in every March, June, September and December. From the angle of changes of soil fauna community structure, the research tries to illustrate the response mechanism of the wetland to different disturbance intensity, so as to provide scientific basis for deep understanding of degradation process and mechanism of wetland under different disturbance intensity, and the study of degraded-wetland restoration and the biological and ecological basis of partial reconstruction.

南泥湾是我国陕北的一片重要湿地，在抗战时期垦殖而至今未被科学认知。土壤动物是湿地生态系统结构的重要组成部分,其群落结构及其变化研究,可为深入揭示湿地生物多样性及其功能提供基础资料。研究计划在现有初步调查的基础上，选择在南泥湾湿地区域内，以土壤动物为研究对象，采取野外调查取样、定点动态观测与室内实验测试相结合的研究方法，选取不同强度干扰下6个样地（未退化湿地-轻度退化湿地-中度退化湿地-重度退化湿地-已垦湿地(农田)- 已退耕还湿样地（恢复中）），于3月、6月、9月、12月连续3年，对湿地土壤动物群落结构特征与土壤理化因子的关系及其季节动态等进行系统研究。从土壤动物群落特征变化角度阐明湿地生态系统对不同强度干扰的响应机制,从而为深入理解不同强度干扰下湿地生态系统的退化过程和机制,以及研究退化湿地恢复与部分重建的生物学与生态学基础提供科学依据。

本项目首次系统开展了不同强度干扰下南泥湾湿地土壤动物动态变化的研究。主要研究结果如下：.1. 不同干扰强度南泥湾湿地生态系统土壤动物群落多样性：南泥湾6种不同干扰程度的湿地类型下土壤动物3285只66类，隶属于4门10纲26目，弹尾目、小杆目和蜱螨目为优势类群，鞘翅目、膜翅目、蜘蛛目等13类为常见类群，真螨目、蚰蜒目、双翅目幼虫等13类数量最为稀少；不同样地间的个体数量排序为，未退化湿地>已退耕还湿样地>轻度退化湿地>中度退化湿地>重度退化湿地>已垦湿地，说明湿地受损程度对土壤动物类群和数量影响较大，湿地受损程度越低，生物多样性越高。揭示土壤动物在湿地的生态分布规律，能够为南泥湾湿地的恢复提供科学依据。.2. 南泥湾湿地土壤动物对退化湿地土壤理化性质的影响：土壤有机质、全氮含量越高，土壤动物的组成越丰富。湿地土壤的酸碱度、含水量对于湿地土壤动物的分布通常表现为一种限制性因子。.3. 南泥湾湿地陆栖蚯蚓的分布及其影响因素：发现有梯形流蚓（Aporrectodea trapezoides）、湖北远盲蚓（Amynthas hupeiensis）和天锡杜拉蚓（Drawida gisti）3种；湿地退化区的物种多样性指数高于开垦区；蚯蚓密度与土壤总有机碳含量、总氮含量显著正相关，与pH值显著负相关。蚯蚓生物量与环境因子关系，将有助于定量预测和评估蚯蚓生态功能。.4. 基于高通量测序的南泥湾湿地土壤细菌多样性分析： 6个样地样品检测到细菌类群27门、106纲、163目、306科、534属。Shannon指数范围介于9.16～10.09之间，未退化湿地土壤的细菌物种多样性指数最高，高度退化湿地土壤的细菌物种多样性指数较小，随着退化程度加深，土壤细菌群落多样性降低。.5. 南泥湾湿地退化和恢复过程中的土壤动物功能类群特征：将南泥湾湿地土壤动物按食性划分为植食性、捕食性、腐食性、枯食性、菌食性、杂食性土壤动物。研究表明，土壤动物食性越多，该地生物多样性指数越高。探究其对于湿地生态恢复的指示作用，为湿地恢复提供科学基础。