滩涂围垦后大型土壤动物群落的演替模式及其环境驱动力研究

Reclamation is an important way to achieve the additional land resources in east China. It is proven that the ecological processes and function of the coastal lands would be significantly changed after reclamation. To detect the biological community succession mechanism will help us to understand the biodiversity maintenance and to conduct biodiversity conservation in the coastal area. Changes of the hydrological conditions, vegetation conditions and sediment environment should be the important factors influencing community succession after reclamation with different land use type. But the driving forces and the mechanism on the biological community succession in the habitats is needed to be deeply detected. The multivariate statistical methods should be used for detecting the relationship among community characters and habitat environmental characters. For the unique role of soil macrofauna community on the food web, the soil macrofauna community would be the excellent object in the research of the biological succession after reclamation at coastal area. This project mainly addresses the environmental adaptation mechanism of soil macrofauna at community level in the succession. This project will be conducted at a reclaimed land from the coastal zone of the southern Yellow Sea, northern Jiangsu. The time series and land use types will be treated as the main factors affecting the soil environment, then the relationship between soil macrofauna community succession and environmental evolution will be explored. Suitable statistical methods will be selected for determining the environmental driving forces mechanism on soil macrofauna community succession.

围垦是实现将滩涂资源转化为新增土地的重要途径，围垦后滩涂生态系统过程、结构与功能会发生改变，研究围垦后生物群落演替机制对沿海滩涂生态系统功能及生物多样性维持具有重要意义。在区域尺度，水文条件、植被条件和底质条件变化是围垦后滩涂生物群落演替的重要影响因素，但群落演替在生境中的环境驱动力及其作用机制需要进一步进行定量化的研究，这需要用合适的多元统计来探讨研究群落演替模式与环境特征关系。因大型土壤动物在食物网中地位独特，可作为研究围垦后滩涂生物群落演替模式的极佳对象。本项目拟在南黄海苏北滩涂将时间序列和土地利用方式作为影响环境特征的主要因素，以研究大型土壤动物群落演替和环境演变之间的关系为主线，开展大型土壤动物群落研究，结合滩涂环境演变特征开展土壤动物群落演替模式研究，通过统计学方法探究大型土壤动物群落对环境驱动力的响应特征，着重探索滩涂围垦后大型土壤动物在群落水平上的环境适应机制这一科学问题。

本项目主要就滩涂围垦相关的生态效应开展研究工作，特别是围垦后土地中具有生物指示的生物类群——大型无脊椎动物的群落结构、生物多样性、功能结构和物种分布模式等进行了研究。主要采用的研究方法有野外实地调查，设置生境变化梯度、围垦历史梯度等，对样地进行抽样调查并获取标本数据，通过单因素方差分析、双因素方差分析、聚类和排序、典范对应分析、卡方检验等多种手段进行数据分析，探讨群落、物种分布的变化规律及其影响因素。对群落演替及其变化差异进行环境影响分析，就土壤理化性质的改变与群落变化的耦合进行数据分析。研究的主要发现为：（1）围垦后土地不同的土地利用和土地覆盖条件会导致大型土壤动物群落出现显著差异，这主要是由生境复杂程度决定群落的结构复杂程度；（2）围垦历史对土壤动物群落生物的多样性的影响主要是体现在群落结构和生物多样性测度上，围垦历史越长生物多样性水平越高；（3）围垦历史对大型土壤动物群落功能群结构的影响主要体现在功能群构成，这与土壤环境中的食物来源密切相关；（4）围垦历史对土壤理化性质的影响，主要表现为随着围垦历史的增加土壤盐分SSC，容重BD和pH的下降，土壤有机碳SOC、总磷TP，总氮TN的上升，大型土壤动物群落与土壤理化性质的典范对应分析结果显示SOC和SSC可能是与群落演替更为密切的环境因子；（5）典型的大型无脊椎动物空间分布格局受到环境变化的影响，主要是与物种的生物学特性密切相关，往往数量分布在不同特点的生境中有显著的变化，而其空间分布格局没有发生改变。研究结果可以为围垦后土地的可持续利用于生物多样性保护提供科学依据，可以在围垦后土地中控制植被条件和土壤环境参数，达到改善土壤中生物群落定居与维持的环境，利于维持海岸带地区的生物多样性水平，提高海岸带生态环境保护效率。