全 文 ：浙江天台山濒危植物七子花林土壤动物的群落特征
分析及不同林分中土壤动物群落的比较研究
白义 , 施时迪　(台州学院生命科学学院 ,浙江临海 317000)
摘要　为了深入了解濒危植物七子花林土壤动物的群落特征 ,比较七子花林与混交林、常绿阔叶林 、竹林地土壤动物群落的相异性 ,对
浙江天台山中 、低海拔地区的土壤动物进行取样分析。结果显示:6个样地共获得大、中、小型土壤动物 22 756头 ,分属于 3门 10纲 21个
类群(以目为主),其中以蜱螨目和弹尾目居多 ,为优势类群。方差分析表明 , 6个样地土壤动物在不同土层间 ,个体数和类群数均有显著
差异。用DG指数测度群落间的多样性 ,结果表明 ,呈共优群落的七子花林中土壤动物多样性最高。Sorenson相似性指数 S1 和Whittaker
相似性指数 S2度量结果表明 ,七子花林与混交林、常绿阔叶林中土壤动物的种群相似性较高。
关键词　七子花;土壤动物;生态特征;浙江天台山
中图分类号　S154.5　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2008)12-05165-04
Analysis of the Characteristics of Animals in Soil Grown with Heptacodium miconioides Forest in Tiantai Mountain of Zhejiang and its Dissimi-
larity with Different Plantations
BAI Yi et al　(College of Life Sciences ,Taizhou University, Linhai ,Zhejiang 317000)
Abstract　 The animals in soil of the middle and low altitude area in Tiantai Mountain of Zhejiang Provincewere investigated in October , 2000.The aim
of this study was to ascertain the community structure of animals in soil with Heptacodium miconioides woodland(Hmw), and to compare its dissimilarity
with coniferous-broadleaf mixedwoodland , evergreen broadleaf woodland and bamboo woodland.The result showed:A total of 22 756 individual animals were
obtained ,belonging to 21 communities(main of themwere orders),10 classes , and 3 phyla respectively , among which , acarina and collembolawere the dom-
inant groups.ANOVA(Analysis of Variance)indicated that therewere significant differences in individual number and species richness of animal in differ-
ent soil layers of six plots.With DG diversity index the diversity among communities was measured and the result showed Hmw C get the highest DG in-
dex.Sorenson similarity index(S1)and Whittaker similarity index(S2)were used to measure the similarity degree among communities and the result
showed that S1 and S2 similarity indexes were higher in species of soil animals betweenHmw and coniferous-broadleaf mixed woodland ,Hmw and evergreen
broadleaf woodland.
Key words　Heptacodium miconioides;Animal in soil;Ecosystem characteristic;Tiantai Mountain of Zhejiang.
基金项目　浙江省自然科学基金资助项目(399203)。
作者简介　白义(1980-),男 ,陕西府谷人 ,硕士 ,助教 ,从事动物生态
及生物地理学的教学和研究。
收稿日期　2008-02-26
　　近年来 ,由于全球气候变暖 、生境破坏和长期樵采的影
响 ,使得我国珍稀濒危植物七子花面临灭绝的危险。目前关
于濒危植物七子花的研究主要集中于区系特征和遗传多样
性等方面[ 1-2] ,未见有关七子花林土壤动物群落结构的研
究。已有研究表明 ,土壤动物的多样性与土壤有机质的含量
及土壤生态系统的稳定性呈显著正相关关系 ,肥沃且稳定的
土壤环境有利于森林植被的良好发育[ 3-4] 。因此 ,笔者在了
解七子花林土壤动物群落特征及种群多样性的基础上 ,比较
分析了七子花林与混交林 、常绿阔叶林 、竹林中土壤动物群
落特征的相异性 ,对研究七子花林中土壤动物的多样性和对
七子花植物的有效保护具有重要意义。
1　研究区概况
天台山位于浙江省天台县城东北 30 km处 ,地处 29°15′
N ,121°06′E ,系武夷山仙霞岭中支由南向北延伸而来 ,主峰
华顶山 ,海拔 1 098 m;属亚热带季风性湿润气候 ,温暖 、雨水
充沛 、年降水量 1 700 mm ,年平均气温 13 ℃,无霜期 230 d。
山地土壤系水成岩及火成的花岗岩母质形成的黄壤土 ,湿
润 、肥沃 ,土层厚度在 30 ～ 100 cm 。由于水热条件好 ,植物生
长茂盛 ,地带性植被为中亚热带常绿阔叶林。
2　研究方法
2.1　样地设置　2000年 10月在天台山华顶周边地区设置
了 6个土壤动物采集样地 ,海拔高度 500 ～ 750 m。其中七子
花群落设置了A 、B、C 3个样地 ,分别为七子花A(Hmw A)、七
子花B(Hmw B)和七子花C(Hmw C);其他植被也设置了 3个
样地 ,分别为混交林(Cmw)、常绿阔叶林(Ebw)和竹林(Bw)。
根据样地设置的特征 ,6个样地基本代表了天台山中 、低海拔
地区土壤动物的群落特征 。
2.1.1　Hmw A。位于林缘 ,海拔 600 m ,受一定程度地人为干
扰 ,岩石裸露率高 ,土层浅薄 ,生境条件恶劣;七子花优势突
出 ,呈单优势群落 ,覆盖率在 80%以上 ,凋落物厚度 1 ～ 2 cm 。
2.1.2　Hmw B。位于沟谷地 ,为七子花中心分布区 ,海拔 700
m ,人为干扰较小 ,岩石裸露率高 ,土层浅薄 ,生境条件恶劣 ,
七子花优势突出 ,呈单优势群落 ,覆盖率在 80%以上 ,凋落物
厚度 1～ 2 cm。
2.1.3　Hmw C。位于沟谷附近山坡 ,海拔 750 m ,人为干扰较
小 ,仍以七子花为优势 ,但个体数量减少 ,和苦枥木 、青钱柳 、
赤杨叶等组成共优群落 ,覆盖率在80%以上 ,凋落物厚度在 4
cm 以上。
2.1.4　其他植被样地。
2.1.4.1　混交林(Cmw)。海拔 550 m ,植被成分主要有马尾
松 、木荷和赤杨叶 ,人为干扰一般 ,覆盖率在 80%以上 ,凋落
物厚度 5～ 10 cm 。
2.1.4.2　常绿阔叶林(Ebw)。海拔 600 m ,植被以木荷为主 ,
其次为甜槠 、青钱柳等 ,人为干扰较小 ,覆盖度在 80%以上 ,
凋落物厚度 5～ 10 cm 。
2.1.4.3　竹林(Bw)。海拔 500 m ,属于人工林 ,人为干扰大 ,
覆盖度在 70%左右 ,调落物很少或没有。
2.2　采样和分离　在每个样地内选 3 个样点 ,样点间相距
150 m以上 ,每个样点再选取 3个样方 ,按“品”字型布样方 , 6
个样地共挖取 54个样方。
2.2.1　大型土壤动物的采集 。设置 50 cm×50 cm(0.25 m2)
的小样方 ,分凋落物 、0～ 5、5～ 10、10 ～ 15 cm 层取样 ,将样方
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2008 , 36(12):5165-5168　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　李玮　责任校对　卢瑶
内的所有凋落物和分层土壤分别装入塑料袋 ,带回住地 ,用
手捡法拾取大型土壤动物 ,分类登记后保存于 80%的酒
精中。
2.2.2　中 、小型土壤动物的采集。在每个样方上各取 1份
10 cm×10 cm(0.01 m2)面积的枯落物 ,并用直径 7 cm的土壤
环刀挖取土壤剖面 ,分 0～ 5 、5～ 10 、10～ 15 cm 3层取样 ,分别
装入塑料袋带回住地 ,用Tullgren装置进行 24 h分离 ,所得标
本用 80%酒精保存 。
2.2.3　样品鉴定。以上所有样品均在双筒解剖镜下镜检计
数。土壤动物的分类鉴定参考尹文英等[ 5-6]编写的《中国土
壤动物》和《中国土壤动物检索图鉴》 。
2.3　指标的选取　按各类群数量等级进行划分 ,个体数占
总数 10.0%以上者为优势类群 ,占总数 1.0%～ 10.0%者为
常见类群 ,占总数 1.0%以下者为稀有类群。
2.3.1　群落特征 。选用 Shannon-wiener多样性指数 H′、Pielou
均匀性指数 J 、Simpson优势度指数 C和密度-类群指数 DG
来描述土壤动物群落的特征。各指数计算公式为:H′=
-΢s
i =1 PilnPi ,J =H′/lns ,C=΢
s
i=1(ni/N)2 ,式中 , ni 为该区内第 i
个类群的个体数;N 为该样区内所有类群的个体数量;Pi =
ni/N;s 为样区内类群个数。DG=(g/G)΢
g
i=1(DiCi/Dimax C),
其中 ,Di 为第 i类群个体数;Dimax为各群落中第 i 类群的最
大个体数;g 为群落中的类群数;G 为各群落所包含的总类
群数;Ci/C为相对次数 ,即在 C个群落中第 i 个类群出现的
比率 。
表 1　天台山 6样地土壤动物群落组成与数量统计
Table 1 composition and quantity statistics of soil animal group in six plots of Tiantai Mountain
动物类群
Animal group
HmwA
N∥个 P∥%
HmwB
N∥个 P∥%
HmwC
N∥个 P∥%
Cmw
N∥个 P∥%
Ebw
N∥个 P∥%
Bw
N∥个 P∥%
寡毛纲 Oligochaeta 89 9.22 26 3.85 102 1.69 4 0.19 16 0.13 12 1.23
腹足纲 Wikipedia - - 2 0.30 2 0.03 - - 2 0.02 - -
伪蝎目 Pseudoscorpiones - - - - 8 0.13 - - - - 6 0.62
地蜈蚣目 Geophilomorpha - - 6 0.89 17 0.28 8 0.39 14 0.12 8 0.82
石蜈蚣目 Lithobiomorpha - - 2 0.30 4 0.07 4 0.19 2 0.02 2 0.21
蜘蛛目 Araneae - - 8 1.18 12 0.20 8 0.39 526 4.37 10 1.03
蜱螨目 Acarina 433 44.87 252 37.28 4 625 76.56 932 44.98 5 762 47.90 486 49.95
等足目 Isopoda - - 6 0.89 5 0.08 2 0.10 6 0.05 - -
倍足纲 Diplopoda 88 9.12 6 0.89 4 0.07 4 0.19 2 0.02 6 0.62
综合纲 Symphyla 87 9.02 4 0.59 7 0.12 130 6.27 - - 14 1.44
弹尾目 Collembola 5 0.52 144 21.30 583 9.65 526 25.39 5 266 43.78 122 12.54
缨尾目 Thysanura - - 10 1.48 8 0.13 4 0.19 - - 2 0.21
蜚蠊目 Blattodea - - - - 7 0.12 2 0.10 - - - -
直翅目 Orthoptera - - 2 0.30 2 0.03 - - 2 0.02 - -
等翅目 Isoptera - - - - 1 0.02 8 0.39 22 0.18 - -
半翅目 Hemiptera - - - - - - - - - - 2 0.21
鞘翅目(幼)Coleoptera(larva) 1 - 142 20.71 20 0.28 8 0.29 38 0.30 6 0.41
同翅目(幼)Homoptera(larva) 1 0.10 4 0.59 6 0.10 14 0.68 8 0.07 - -
鳞翅目(幼)Lepidoptera(larva) 1 0.10 34 5.03 124 2.05 138 6.66 65 0.54 12 1.23
双翅目(幼)Diptera(larva) 87 9.02 4 0.59 208 3.44 134 6.47 36 0.30 134 13.77
膜翅目 Hymenoptera 173 17.93 24 3.55 296 4.90 146 7.05 262 2.18 151 15.52
合计Total 　　　965 　　　676 6 041 2 072 12 029 　　　973
类群数 Total communities 10 17 20 17 16 15
DG指数 DG index 1.86 4.72 10.31 5.55 6.60 2.64
　注:N 表示个体数;P 表示百分比。Note:N stands for number of individuals, and P stands for percentage.
2.3.2　群落相似性。选用 Sorenson相似性指数 S1[ 7] 和Whit-
taker相似性指数 S2[ 8]度量群落之间的相似程度。各指数计
算公式为:S 1=2c/ a+b ,式中 , a为 A群落全部类群数;b为
B 群落全部类群数;c为 A 、B 两群落共有的类群数。S2 =
1-0.5 ΢s
i=1 ai -bi ,式中 , ai 为各土壤动物类群的个体数
在群落 A中的比例;bi 为各土壤动物类群的个体数在群落 B
中的比例;s为样区内各群落的类群数。
2.4　数据处理　方差分析由 SPSS统计分析软件完成。
3　结果与分析
3.1　土壤动物群落的类群和数量组成及多样性分析　6个
样地共获得大 、中 、小型土壤动物 22 756头 ,分属于 3门 10纲
21个类群(以目为主)(表 1)。在所捕获的全部土壤动物类群
中 ,蜱螨目和弹尾目在各样地均为优势类群 ,6个样地的常见
类群主要有膜翅目 、双翅目(幼虫)、寡毛纲 、鳞翅目(幼虫)、
综合纲等 ,以上 7 个类群在各自群落中所占比例几乎均在
1.0%以上 。它们数量大 、分布广 ,构成天台山中 、低海拔地
区土壤动物群落的基本种群。6个样地中 ,常绿阔叶林中土
壤动物的个体数量最多 ,七子花 C中的类群数最多且 DG指
数最高 ,七子花 B中土壤动物个体数量最少 ,七子花 A中类
群数最少且 DG指数最低 。
对 6个样地之间土壤动物群落的多样性指数(H′)、均匀
度指数(J)、优势度指数(C)进行相互比较(图 1)。由图 1可
知 ,混交林 、七子花 A 、七子花 B以及竹林的多样性指数较
高 ,而常绿阔叶林和七子花C的多样性指数较低。各样地中
均匀度指数的表现与多样性指数相似 ,而优势度指数则表现
5166 　　　　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2008年
为七子花 C和常绿阔叶林的优势度较高 ,其他几个样地的优
势度均较低 。
3.2　不同林分中土壤动物个体密度和类群数的垂直变化　
由表 2可知 ,天台山七子花林以及其他几种林分中土壤动物
的垂直分布具有规律性 ,但也有特殊性。土壤动物个体数和
类群数总体上随土层深度的增加而递减。土壤动物的表聚
性较明显 ,0～ 5 cm层中的个体数量最大 ,类群数也最多 ,5～
10 cm层次之 ,10～ 15 cm 层最少 ,但是对于七子花 B却有不
同 ,0～ 5 cm层的数量明显少于 5～ 10 cm层和 10 ～ 15 cm层 。
对表 2的数据进行方差分析 ,为了满足方差分析齐性条
件 ,对土壤动物个体数量数据进行对数转换 。结果表明 ,在
不同样地间个体数虽有差异但不显著 ,各样地间类群数差异
亦不显著。各样地不同土层间比较可知 ,在个体数量上不同
土层间差异极显著(F3 , 19 =5.794 , P <0.01),进一步做 LSD
多重比较 , 0～ 5 cm层与 10～ 15 cm层差异极显著(P <0.01),
0 ～ 5 cm层与 5～ 10 cm层差异显著(P <0.05)。在类群数上
不同土层间差异显著(F 3, 19=3.743 ,P <0.05), LSD多重比较
表明 ,0～ 5 cm层与 10 ～ 15 cm层差异显著(P <0.05)。土壤
动物在不同土层中数量和类群的显著差异进一步体现了其
表聚性特点。
3.3　土壤动物各样地间的相似性　相似性系数 S1 反映的
是群落物种的相似性 , S 2 反映的是群落间种群组成的相似
性。图 2、3所得的相似性指数取值在 0～ 1 ,计算值在 0.75 ～
1.00为极相似 ,在 0.50～ 0.74为中等相似 ,在 0.25 ～ 0.49为
中等不相似 ,在 0～ 0.24为极不相似[ 9] 。由图 2可知 , 6个样
地中以七子花 C 与混交林相似性最高(S1 =0.90),为极相
似;七子花 A 与七子花 C 为中等相似 ,但其相似指数仅为
0.56 ,在所有样地中相似性最低;其他样地之间均为中等相
似或极相似。由图 3可知 ,群落间种群组成竹林与混交林之
间的相似性最高(S2=0.76),为极相似 ,其次为混交林与常绿
阔叶林(S2=0.75);具有中等相似性的样地有七子花 C与混
交林 、常绿阔叶林和竹林等 ,具有中等不相似性的样地有七
子花 A与七子花 B、常绿阔叶林等。
表 2　天台山 6样地土壤动物类群和数量的垂直分布
Table 2　Vertical distribution of soil animal groups and number in six plots of Tiantai Mountain
土层深度∥cm HmwA
N G
HmwB
N G
HmwC
N G
Cmw
N G
Ebw
N G
Bw
N G
0～ 5 697 10 　88 8 4 212 15 1 324 15 11 450 14 787 10
5～ 10 164 7 274 7 366 14 42 10 435 9 176 8
10～ 15 50 4 140 5 447 9 16 6 30 5 10 4
　注:N 表示个体数;G 表示类群数。Note:N stands for number of individuals, and G stands for group number.
图 1　天台山 6样地的土壤动物群落多样性指数
Fig.1　Diversity indices of soil animal groups in six plots of Tiantai
Mountain
图2　天台山 6样地土壤动物 Sorenson 相似性指数
Fig.2　Sorenson(S1)similarity indices of soil animal groups in six
plots of Tiantai Mountain
4　讨论
土壤动物群落随不同植被 、土壤微环境 、地貌以及人类
活动等影响而呈现水平差异性 ,表现在个体数量 、类群的组
成以及 DG指数的较大差异(表 1)。七子花群落的 3个样地
所得土壤动物在类群 、数量和 DG指数上均具有差异 ,七子
花A位于林缘 ,呈单优势群落 ,在一定程度上受人为干扰 ,生
图 3　天台山6样地土壤动物Whittaker 相似性指数
Fig.3　Whittaker(S2)similarity indices of soil animal groups in six
plots of Tiantai Mountain
境条件较为恶劣 ,因此所得土壤动物在类群和数量上均较
少。七子花 B属于七子花的中心分布区 ,同样为单优势群
落 ,生境条件与七子花A相似 ,受人为干扰较少 ,尽管有比较
多的类群数 ,但是土壤动物的个体数很少 ,DG指数较低 ,而
具有共优群落的七子花C所捕获的土壤动物无论在数量和
类群上都较多 ,DG多样性指数也最高 ,表明土壤动物的生物
量随七子花群落结构的变化而变化 ,单优势的七子花林其凋
落物层成分单一 ,而且凋落物层较薄 ,不利于土壤动物的大
量繁育 ,具有共优群落的七子花林其凋落物组成成分趋于复
杂 ,凋落物层较厚 ,为土壤动物提供了多样化的食物源 ,其中
的土壤动物类群数和个体数都较多。作为比较的另外 3个
样地 ,也具有同样的特征 ,混交林 、常绿阔叶林土壤动物的类
群和数量较多 ,DG指数较高 ,竹林较少 ,DG指数较低。人为
516736卷12期　　　　　　白义等　浙江天台山濒危植物七子花林土壤动物的群落特征分析及不同林分中土壤动物群落的比较研究
干扰不仅使土壤动物的数量大量减少 ,而且严重影响土壤动
物种类的丰富度[ 10] 。本研究的6个样地中 ,七子花A和竹林
均受到一定程度的人为干扰 ,两样地的土壤动物类群数较
少 ,DG指数最低。
从图 2、3 Sorenson和 Whittaker相似性指数可看出 ,七子
花群落土壤动物 3个样地相互之间的相似性指数 S1 、S2 都
很低 ,但他们与不同林分的混交林(Cmw)、常绿阔叶林
(Ebw)、竹林(Bw)之间有比较高的相似性 ,这种相似关系可以
推断濒危植物七子花群落中七子花的凋落物成分及其土壤
有机质成分对土壤动物微环境的改变不明显 ,其凋落物成分
不会对其底栖土壤动物的种类组成产生明显的影响。
由于土壤动物群落包含许多大的分类单位 ,不同类群生
态功能各异 ,彼此之间的关系复杂多样 ,因此不同类群的个
体数量往往存在巨大差异 ,使群落多样性常与群落均匀度显
著相关而与丰富度关系不密切 ,出现组成简单 、各类群数量
较低的群落反而常常可能比组成丰富 、各类群数量较高的群
落具有更高的多样性指数[ 11] 。本研究中七子花 A和竹林在
一定程度上受到了人为干扰 ,类群组成简单 、各类群数量较
低 ,但 H′指数较高(图 1);而受人为干扰较小且类群数较多 、
数量较大的七子花C和常绿阔叶林 H′指数较低 , H′指数增
加群落内种类相对多度的信息而不能正确反映土壤动物群
落的多样性 。廖崇惠等提出用密度-类群指数(DG)避开群
落内各物种丰度的比较 , 而采用对同一物种在不同群落中
的比较 ,把群落中各物种都视为同等的独立性 , 这种假设对
于复杂的土壤动物群落来说更为适合[ 12] 。本研究中 DG指
数最高的群落为七子花 C ,其次为常绿阔叶林和混交林 ,表
明 3样地土壤动物群落有较大的多样性 ,而七子花B、竹林和
七子花A的多样性较低。由此可以看出 ,单优势群落的植被
和人为的干扰作用对土壤动物群落的多样性具有负面效应 ,
不利于群落的稳定性。
土壤动物的多样性与土壤有机质的含量及土壤生态系
统的稳定性呈显著正相关关系[ 4] 。土壤是森林植被成长发
育的基础 ,肥沃且稳定的土壤环境对森林植被的良好发育具
有重要意义。从本研究中可以推测林分的组成结构及人为
的干扰程度与底栖土壤动物的多样性密切相关 ,频繁的人为
干扰以及单一的林分组成不利于森林植被的良好发育 ,特别
对濒危植物七子花而言 ,培植共优群落 ,建立保护区是保护
七子花的优选途径。然而七子花共优群落的组成是复杂多
样的 ,究竟什么样的共优群落更有利于七子花的繁育 ,还需
对其生物学特性和生态学特征作进一步调查。
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(上接第 5150页)
加强监测 ,控制它们的污染。尾坝南面 、尾坝西面和尾坝中
心都受到不同程度的污染 ,其中尾坝南面受到的污染最严
重 ,说明土壤污染存在空间差异[ 9] ,可能与当地盛行西北风
有关 ,应加强治理尾坝南面的污染。各测点受污染程度为尾
坝南面>尾坝西面>尾坝中心>尾坝东面>尾坝北面 。
表3　包头稀土矿矿渣存放地土壤重金属单项和综合污染指数(一级)
Table 3　The single and comprehensive index of heavy metals in soil the rare
earth scoria stored(grade 1) mg/ kg
样点
Sampling
sites
Cu Pb Cd Zn As
综合指数
Comprehen-
sive index
尾坝北面 0.392 0.490 0.450 0.697 0.195 0.585
尾坝东面 0.315 0.737 0.525 0.673 0.304 0.635
尾坝中心 0.379 0.527 2.725 0.872 1.001 2.127
尾坝南面 0.364 0.743 4.775 3.977 1.101 3.715
尾坝西面 0.346 0.704 3.475 3.524 0.453 2.904
平均　　 0.359 0.640 2.390 1.949 0.611 1.993
　　总体看来 ,包钢尾矿坝土壤重金属污染并不严重 ,但从
研究中可以看出重金属污染已初具苗头 ,所以要加强防范意
识 ,对矿渣进行有效处理 ,努力改善目前状况 ,使居住在附近
的人们有一个良好 、安全的生活环境。在资源开发的同时要
加强环境保护 ,使人与自然和谐发展。
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