全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿猿卷 第 员远期摇 摇 圆园员猿年 愿月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
物种分布模型理论研究进展 李国庆袁刘长成袁刘玉国袁等 渊源愿圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
稀土元素对农田生态系统的影响研究进展 金姝兰袁黄益宗 渊源愿猿远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
藤壶金星幼虫附着变态机制 饶小珍袁林摇 岗袁许友勤 渊源愿源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
群居动物中的共同决策 王程亮袁王晓卫袁齐晓光袁等 渊源愿缘苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
季风进退和转换对中国褐飞虱迁飞的影响 包云轩袁黄金颖袁谢晓金袁等 渊源愿远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
两种海星对三种双壳贝类的捕食选择性和摄食率 齐占会袁王摇 珺袁毛玉泽袁等 渊源愿苑愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆巴音布鲁克繁殖期大天鹅的生境选择 董摇 超袁张国钢袁陆摇 军袁等 渊源愿愿缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
我国特有植物青檀遗传结构的 陨杂杂砸分析 李晓红袁张摇 慧袁王德元袁等 渊源愿怨圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
栽培菊花与菊属鄄近缘属属间杂种杂交后代耐盐性的遗传分析 许莉莉袁陈发棣袁陈素梅袁等 渊源怨园圆冤噎噎噎噎
荒漠区植物光合器官解剖结构对水分利用效率的指示作用 张海娜袁苏培玺袁李善家袁等 渊源怨园怨冤噎噎噎噎噎噎
水分对番茄不同叶龄叶片光合作用的影响 陈凯利袁李建明袁贺会强袁等 渊源怨员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
广西猫儿山不同海拔常绿树种和落叶树种光合速率与氮的关系 白坤栋袁蒋得斌袁万贤崇 渊源怨猿园冤噎噎噎噎噎
施肥对板栗林地土壤 晕圆韵通量动态变化的影响 张蛟蛟袁李永夫袁姜培坤袁等 渊源怨猿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
施肥对红壤水稻土团聚体分布及其碳氮含量的影响 刘希玉袁王忠强袁张心昱袁等 渊源怨源怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
大兴安岭天然沼泽湿地生态系统碳储量 牟长城袁王摇 彪袁卢慧翠袁等 渊源怨缘远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于多时相 蕴葬灶凿泽葬贼 栽酝影像的汶川地震灾区河岸带植被覆盖动态监测要要要以岷江河谷映秀鄄汶川段
为例 许积层袁唐摇 斌袁卢摇 涛 渊源怨远远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同强度火干扰下盘古林场天然落叶松林的空间结构 倪宝龙袁刘兆刚 渊源怨苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
长江中下游湖群大型底栖动物群落结构及影响因素 蔡永久袁姜加虎袁张摇 路袁等 渊源怨愿缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
千岛湖岛屿社鼠的种群年龄结构和性比 张摇 旭袁鲍毅新袁刘摇 军袁等 渊缘园园园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
性信息素诱捕下害虫 蕴燥早蚤泽贼蚤糟增长及经济阈值数学模型 赵志国袁荣二花袁赵志红袁等 渊缘园园愿冤噎噎噎噎噎噎噎
秋末苏南茶园昆虫的群落组成及其趋色性 郑颖姹袁钮羽群袁崔桂玲袁等 渊缘园员苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
北方常见农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响 韩雪梅袁李丹丹袁梁子安袁等 渊缘园圆远冤噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
基于鸟类边缘种行为的景观连接度研究要要要空间句法的反规划应用 杨天翔袁张韦倩袁樊正球袁等 渊缘园猿缘冤噎噎
西南高山地区土壤异养呼吸时空动态 张远东袁庞摇 瑞袁顾峰雪袁等 渊缘园源苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
江苏省土壤有机质变异及其主要影响因素 赵明松袁张甘霖袁李德成袁等 渊缘园缘愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于林业清查资料的桂西北植被碳空间分布及其变化特征 张明阳袁罗为检袁刘会玉袁等 渊缘园远苑冤噎噎噎噎噎噎
资源与产业生态
基于能值分析方法的城市代谢过程要要要案例研究 刘耕源袁杨志峰袁陈摇 彬 渊缘园苑愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 孕杂砸模型的耕地生态安全物元分析评价 张摇 锐袁郑华伟袁刘友兆 渊缘园怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
保水剂对煤矸石基质上高羊茅生长及营养吸收的影响 赵陟峰袁王冬梅袁赵廷宁 渊缘员园员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
城乡与社会生态
生态保护价值的距离衰减性要要要以三江平原湿地为例 敖长林袁陈瑾婷袁焦摇 扬袁等 渊缘员园怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
广东山区土壤有机碳空间变异的尺度效应 姜摇 春袁吴志峰袁钱乐祥袁等 渊缘员员愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
室内养殖雌性松鼠秋季换毛期被毛长度和保温性能变化 荆摇 璞袁张摇 伟袁华摇 彦袁等 渊缘员圆远冤噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿园远鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿圆鄢圆园员猿鄄园愿
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 高寒草甸牦牛群要要要三江源区位于青藏高原腹地袁 平均海拔 源圆园园皂袁是长江尧黄河尧澜沧江三条大河的发源地袁也是
全球气候变化最敏感的地区遥 三江源区高寒草甸植被状况对该区的生态环境尧草地资源合理利用和应对全球气候
变化具有十分重要的意义遥 圆园园缘 年以来袁国家投资 苑园 多亿元启动三江源生态保护工程遥 监测显示袁近年来袁三江源
湖泊湿地面积逐步扩大袁植被覆盖度得到提高袁三江源区高寒草甸的生态恶化趋势得到遏制遥 图为冒着风雪在三江
源高寒草甸上吃草的牦牛群遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援 糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援 糟燥皂
第 33 卷第 16 期
2013 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 16
Aug. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:南阳师范学院校级专项资助项目(ZX2012014)
收稿日期:2013鄄04鄄08; 摇 摇 修订日期:2013鄄06鄄03
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: hanxuemei916@ 163. com
DOI: 10. 5846 / stxb201304080630
韩雪梅,李丹丹,梁子安,陈云峰,胡诚.北方常见农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响.生态学报,2013,33(16):5026鄄5034.
Han X M, Li D D, Liang Z A, Chen Y F, Hu C. Effect of agricultural land use types on soil mite communities in north China. Acta Ecologica Sinica,2013,
33(16):5026鄄5034.
北方常见农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响
韩雪梅1,*,李丹丹2,梁子安1,陈云峰3,胡摇 诚3
(1. 南阳师范学院生命科学与技术学院,南阳摇 473061;2. 南阳师范学院中英鄄南阳鄄洛桑昆虫生物学实验室,南阳 473061;
3. 湖北省农业科学院植保土肥研究所,武汉摇 430064)
摘要:土壤螨群落与土壤健康状况密切相关,农业土地利用方式会影响土壤螨的生存环境,进而影响螨的群落分布。 在北方传
统农业区研究了小麦玉米常规轮作农田,1 年温室蔬菜大棚、4 年温室蔬菜大棚和 4 年露天菜地下土壤主要理化指标和螨群落
结构。 研究结果表明露天菜地和温室大棚的利用方式均会提高土壤碱解氮和有机质含量,同时温室大棚的长期利用会增加土
壤有效磷含量。 螨群落分析显示常规农田中甲螨亚目为优势类群;常规农田转变为温室大棚后,由于施肥造成土壤营养物质含
量增加,以及人类对土壤扰动程度的提高,无气门亚目取代甲螨亚目成为温室内螨优势类群。 但随着温室年限的延长,螨多样
性和粉螨科丰度都要有所下降,这可能是磷累积和强扰动效应的共同后果。 常规农田转变为露天菜地后,加强的人类扰动也会
降低甲螨亚目丰度,但与温室螨群落相比,4 个亚目分布要相对均匀。 温室在 3 种土地利用类型中对土壤螨的负面影响最为明
显,从土壤功能的自我维持和修复方面来讲是十分不利的,温室内土壤生物多样性的保护尤其值得人们关注和重视。
关键词:温室大棚;农业土地利用;土壤螨群落;甲螨;粉螨
Effect of agricultural land use types on soil mite communities in north China
HAN Xuemei1, *, LI Dandan2, LIANG Zian1, CHEN Yunfeng3, HU Cheng3
1 School of Life Science and Technology, Nanyang Normal University, Nanyang 473061,China
2 China鄄UK鄄NYNU鄄RRes Joint Libratory of Insect Biology, Nanyang Normal University, Nanyang 473061, China
3 Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer, Hubei Academy of Agriculture Science, Wuhan 430064, China
Abstract: Soil health is closely related to the soil mite community. Land use types can alter the soil environment, which
could further influence soil biodiversity, including that of soil mites. Soil mites are important indicators of soil condition and
anthropogenic impact. In order to explore the relationship between soil mites and agricultural land use types, an experiment
was conducted in a traditional agricultural region of north China. Four treatments were included: a routine winter wheat鄄
summer maize rotation field, a one鄄year vegetable plastic greenhouse, a four鄄year vegetable greenhouse and a four鄄year open
vegetable field. Each treatment was replicated three times. In May and October 2012, the soils were sampled to evaluate
the changes in soil physico鄄chemical parameters as well as the abundance, diversity and community structure of the soil
mites. Mite diversity was tested using the Shannon鄄Wiener index and taxonomic richness, and a canonical correspondence
analysis ( CCA) was used to elucidate the relationship between the soil mite community, the soil physico鄄chemical
parameters and the treatments. The results indicated that the open vegetable field significantly increased the hydrolyzable
nitrogen content and the four鄄year vegetable greenhouse increased the available phosphorus content. The average mite
abundances from each plot were 22568 ind / m2 in May and 20155 ind / m2 in October. A total of thirty鄄six soil mite taxon
groups were identified. Acaridae were the most abundant at 39% . Other dominant mite taxa included Tarsonemidae,
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Pygmephoridae, Microdispidae, Laelapidae, Ascidae, Mesostigmata nymph, Scheloribates sp. , Tectocepheus velatu,
Oppiella sp. , Oppia sp. 1, Protoribates sp. and oribatid juveniles. These dominant taxa accounted for 91% of mite
abundances. The soil mite community analysis showed that Oribatid mites were dominant in the routine agricultural field.
From the routine field to the greenhouse, the r鄄strategic Astigmata, especially the Acaridae, became the dominant
assemblage over the K鄄strategic oribatid mites, which could be attributed to the increase in fertilizer input and human
disturbance. The succession was obvious in the new built one鄄year vegetable greenhouse treatment. However, the mite
diversity and Acaridae abundance decreased after the greenhouses were used for four years, which suggested that the
accumulation of phosphorus and the more frequent disturbance were unfavorable conditions for the soil mite community.
Disturbance also decreased the abundance of Oribatida, Pygmephoridae and Microdispidae. From the routine field to the
open vegetable field, management led to a decrease of Oribatida with the four suborders having a similar proportion in the
open vegetable field. Compared with the vegetable greenhouses, the open vegetable field had a more equable distribution of
the four treatments. In summary, the most serious disturbance and the highest loss of mite diversity occurred in the
vegetable greenhouses, compared with the other two land use types. This loss of mite diversity could destroy soil fertility
maintenance and self鄄restoration and have a negative impact on sustainable agricultural productivity. Therefore, although
greenhouses can increase yield and income, we should pay more attention to the protection of soil biodiversity in future,
especially of the mite community.
Key Words: green house; agricultural land use; soil mite community; Oribatida; Acaridae
北方传统农业用地主要有常规农田和露天菜地两种类型。 为适应现代农业生产和经营多样化的需求,越
来越多的农业用地由种植粮食作物为主转换为蔬菜生产用地。 温室蔬菜生产具有露天栽培无可比拟的许多
优点,如对光、热、水和肥的高效利用可使单位土地面积的生产能力得到数倍乃至数十倍的提高[1]。 因此,温
室用地也已成为北方重要的农业土地利用类型。 与露天环境相比,温室土壤常处于半封闭状态下,气温高,水
分蒸发量大,肥料投入多,土壤利用频度高[2鄄3]。 一定年限后,温室内土壤理化性状将发生一系列的退化,导
致蔬菜产量下降,品质变劣[4鄄5]。 多年来,已有连续报道指出温室的长期利用会导致土壤性能退化和病虫害
频发,致使经济效益逐年下降[6鄄9]。
土壤螨是土壤食物网功能的重要执行者,它们的存在保证了生态系统的正常运转。 螨在食物网中的作用
主要是间接作用,表现为促进物质的生成和分解,加速能量的循环和流动以及加快土壤团聚体的形成等方
面[6,10鄄11]。 土壤螨个体小,分布广,反应敏感,种类、生活史以及营养关系多元化,既易受自然环境因素的影
响[12],也与土地利用、耕作、土壤施肥等人类活动密切相关[13鄄15]。 Minor 等[16]研究了连续 4 年采用不同土壤
准备技术(包括耕作方式、除草剂,作物和种植模式)对土壤螨群落结构的影响,发现与腐食性或菌食性甲螨
相比,捕食性革螨的种群密度和多样性变化更易受处理变化的影响。 同时,螨的收集和保存方法相对简
单[17]。 因此,螨已成为土壤环境条件变化的重要指示生物。
农业土地利用方式会影响土壤螨的生存环境,进而将影响到螨的群落分布。 这种影响的来源是多方面
的,例如温度、肥料投入和人类扰动等。 温室是这 3 种利用方式中常年平均温度最高、肥料投入最多和人类扰
动最强的类型。 一般而言,合适的温度和肥料投入有利于增加土壤螨的数量[18鄄19];在扰动程度小的土壤中,K
策略者(主要是甲螨)所占比例较高;随着扰动程度的增加,甲螨将逐渐被营养位相似,但繁殖速率更快、适应
能力更强的 r策略者所替代[20]。 也就是说,土壤螨的类群分布可以间接反映土壤的健康状况。
本文研究了北方 3 种常见农业土地利用方式以及温室利用年限对土壤螨群落的影响,并结合土壤理化性
质的变化,探讨土壤生物在不同农业环境条件下和农业设施化进程中的响应动态,尤其是土壤螨群落与温室
土壤肥力保持和土壤退化的关系,这将为理解土壤生物多样性的结构和功能,以及农业可持续发展提供更多
的理论支持。
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1摇 材料与方法
1. 1摇 实验地点与实验设计
实验地点位于河南省南阳市王村乡蔬菜种植基地(32毅58忆N,112毅25忆E)。 该地位于典型的季风大陆半湿
润气候区,四季交替明显,冬季寒冷干燥,夏季炎热湿润。 常年平均气温 15益,最热月 7 月的月平均气温
27益,最冷月 1 月的月平均气温 1益左右。 常年降雨量 800 mm,年无霜期 220—245d。 研究地区土壤类型为
黄棕壤。 实验设立之前,所有用地均为冬小麦(Triticum aestivum L. )—夏玉米(Zea mays L. )轮作农田,每年
10 月至翌年 6 月为小麦生长季节,6 月至当年 10 月为玉米生长季节。
该实验共设 4 个实验处理,分别为常规农田(W)、1 年温室大棚(1G)、4 年温室大棚(4G)和 4 年露天菜
地(4V)。 常规农田长期进行小麦、玉米轮作;温室大棚和露天菜地处理设立之前与常规农田土地利用方式相
同,设立之后均作为蔬菜用地。 其中 1 年温室大棚设立于 2012 年 4 月,代表温室利用的初始阶段。 4 年温室
大棚设立于 2008 年 9 月,代表具有稳定温室环境特征的利用类型。 4 年露天菜地作也设立于 2008 年 9 月。
以上每个处理均设置 3 个重复,每个小区面积为 667 m2。
1. 2摇 土壤采样与分析
2012 年 5 月和 10 月两次进行取样,每个试验小区“Z冶字型取 5 个点,每个点取 0—10 cm土层土壤,土钻
直径 3 cm。 田间所取土样立即放入塑料袋中,带入实验室内,进行土壤螨分离和理化性质测定。
各个小区土样均匀混合后称取 300 g鲜土[21],放置在调整过的 Tullgren漏斗上收集土壤螨 48h,所用热源
为标准 25W白炽灯。 分离出的螨保存在 75%的酒精中,随后用霍氏封固液制作成永久玻片,置于 45益的烤
箱内烘干 1 周左右即可干燥,用光学显微镜进行形态学鉴定。 对于前气门亚目 Prostigmata、中气门亚目
Mesostigmata和无气门亚目 Astigmata的螨类鉴定到科[17,22],甲螨亚目 Oribatida鉴定到属或种的水平[23鄄24]。
每个小区采集到的土样分出一部分过 2 mm 筛网,滤去植物残体等杂质后充分混匀,直接测定土壤含水
量,其余土样风干后测定有机质、碱解氮、有效磷、有效钾和 pH 值等土壤理化指标[25鄄26]。 土壤容重采用原位
环刀法。
1. 3摇 数据分析
土壤螨群落多样性评价基于螨的最低分类单位(幼螨、若螨和未鉴定的螨也分别作为一个类群),类群数
和香农指数(H忆)作为多样性评价指标。 类群数表示每个样品中出现的类群数目;香农指数(H忆)根据以下公
式计算:
H忆 = - 移[pi log2(pi)]
式中,pi为类群 i的相对丰富度[27]。
单因素方差分析在 SPSS11. 5(SPSS Inc. , Chicago, USA)中进行,采用 Tukey HSD 测验比较各个指标处
理间的差异(P<0. 05)。 不满足齐次性假设的数据,统计之前进行对数或平方根转换。 转换后仍不满足齐次
性假设的数据,采用 Kruskal鄄Wallis H非参数检验,随后用 Mann鄄Whitney非参数检验两两比较处理间的差异。
螨群落排序在 CANOCO for Windows 4. 5(Microcomputer Power, Ithaca, USA)中进行,利用 CANOCO典型
对应分析 CCA,探讨处理和土壤理化性质对螨群落分布特征的影响[28]。 CCA分析中,Monte Carlo Test用于检
验处理或理化性质对螨群落分布没有显著性影响的零假设。
2摇 结果与分析
2. 1摇 农业土地利用方式对土壤理化性质的影响
与常规农田相比,露天菜地显著增加了土壤碱解氮的含量,而 4 年温室大棚则显著增加了土壤有效磷的
含量(表 1)。 另外,4 年温室大棚和露天菜地中土壤有机质的含量要高于 1 年温室大棚,而露天菜地中土壤
pH值也要高于 1 年温室大棚和 4 年温室大棚,但与常规农田相比没有显著性差别。 在各种土地利用方式下,
土壤速效钾和容重没有显著性差异。
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2. 2摇 农业土地利用方式对土壤螨丰度的影响
5 月份,从各个处理中分离出的螨总丰度的平均值为 22568 个 / m2,其中前气门螨占 4% ,中气门螨占
12% ,无气门螨占 44% ,甲螨占 40% 。 从表 2 可以看出,常规农田中甲螨所占比例最高,而两个温室大棚中均
是无气门螨比例最高,它们分别占各处理下螨总丰度的一半以上。 露天菜地中甲螨和无气门螨比例接近。 单
因素方差分析结果表明,露天菜地、1 年温室大棚和 4 年温室大棚与常规农田相比,土壤螨总丰度并没有显著
性差异,但露天菜地中螨总丰度要显著低于 1 年温室大棚。 在这个月份,不同土地利用方式下,4 个亚目的丰
度均没有呈现出显著性差异。
表 1摇 不同农业土地利用方式下土壤理化性质
Table 1摇 Soil physico鄄chemical parameters under different agricultural land use types
处理
Treatment
有机质
Organic matter
/ (g / kg)
碱解氮
Hydrolyzable
nitrogen
/ (mg / kg)
有效磷
Available
phosphorus
/ (mg / kg)
速效钾
Available
potassium
/ (mg / kg)
pH
容重
Bulk density
/ (g / cm3)
W 16. 4 ab 91. 6 b 44. 0 b 115. 8 5. 4 ab 1. 2
1G 15. 5 b 100. 9 ab 54. 0 ab 111. 0 5. 2 b 1. 4
4G 18. 2 a 108. 7 ab 86. 5 a 97. 9 5. 1 b 1. 3
4V 17. 9 a 113. 0 a 70. 2 ab 99. 6 6. 0 a 1. 4
摇 摇 W:常规农田,1G:1 年温室大棚,4G:4 年温室大棚,4V:4 年露天菜地; 同一列内标注不同字母的值表示有显著性差异(P<0. 05)
10 月份,从各个处理中分离出的螨总丰度的平均值为 20155 个 / m2,其中前气门螨占 21% ,中气门螨占
10% ,无气门螨占 35% ,甲螨占 35% 。 从表 2 可以看出,这个月份依然是常规农田中甲螨所占比例最高,两个
温室大棚中无气门螨比例最高,达总丰度的一半以上。 但与 5 月份相比,这个月份露天菜地中无气门螨比例
下降明显。 单因素方差分析结果表明,露天菜地、1 年温室大棚和 4 年温室大棚与常规农田相比,土壤螨总丰
度也没有显著性差异;但 1 年温室大棚中螨总丰度要显著高于 4 年温室大棚,说明随着温室利用年限的增加,
土壤螨的数量在下降。 其中,露天菜地、1 年温室大棚和常规农田中前气门螨的丰度高于 4 年温室大棚;露天
菜地、4 年温室大棚和常规农田中无气门螨的丰度低于 1 年温室大棚;露天菜地和 4 年温室大棚中甲螨的丰
度低于常规农田,并且 4 年温室大棚中甲螨的丰度也要低于 1 年温室大棚。
表 2摇 土壤螨群落的结构及丰度(个 / m2)
Table 2 摇 Soil mite community structure and abundance
编号
Code
类群
Taxon unit
5 月
W 1G 4G 4V
10 月
W 1G 4G 4V
前气门亚目
Prostigmata
1494
(7% )
1031
(2% )
343
(2% )
731
(11% )
8725 a
(32% )
5710 a
(14% )
165 b
(4% )
1961 a
(24% )
1 跗线螨科 Tarsonemidae 1208 339 167 546 3109 4227 165 730
2 镰螯螨科 Tydeidae 0 0 0 185 171 0 0 549
3 矮蒲螨科 Pygmephoridae 0 0 0 0 3451 a 503 ab 0 b 0 b
4 小异螨科 Microdispidae 116 509 0 0 1995 a 0 b 0 b 682 ab
5 巨须螨科 Cunaxidae 0 0 0 0 0 980 0 0
6 绒螨科 Trombidiidae 171 183 176 0 0 0 0 0
中气门亚目
Mesostigmata
3588
(17% )
5151
(12% )
661
(3% )
1288
(20% )
2735
(10% )
1493
(4% )
827
(19% )
2615
(32% )
7 寄螨科 Parasitidae 0 b 552 a 0 b 553 a 167 0 331 0
8 厉螨科 Laelapidae 341 692 0 178 0 319 0 183
9 囊螨科 Ascidae 901 1593 485 0 410 353 0 1737
10 真伊螨科 Eviphididae 282 0 0 0 342 0 0 0
11 胭螨螨科 Rhodacaridae 337 353 0 0 0 319 0 171
9205摇 16 期 摇 摇 摇 韩雪梅摇 等:北方常见农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响 摇
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摇 摇 续表
编号
Code
类群
Taxon unit
5 月
W 1G 4G 4V
10 月
W 1G 4G 4V
12 植绥螨科 Phytoseiidae 0 183 176 0 0 503 0 0
13 厚厉螨科 Pachylaelapidae 116 0 0 190 167 0 0 0
14 若螨 Nymph 1610 1779 0 368 1649 0 496 353
15 幼螨 Larva 0 0 0 0 0 0 0 171
无气门亚目
Astigmata
1416
(7% )
24126
(55% )
12304
(64% )
2241
(35% )
342 b
(1% )
24788 a
(61% )
2256 b
(51% )
714 b
(9% )
16 粉螨科 Acaridae 1416 23590 12304 2241 342 b 24788 a 2091 b 528 b
17 食菌螨科 Anoetidae 0 536 0 0 0 0 165 187
甲螨亚目
Oribatida
14557
(69% )
13272
(30% )
5846
(31% )
2224
(34% )
15581 a
(57% )
8668 ab
(21% )
1210 c
(27% )
2830 bc
(35% )
18 Scheloribates sp. 1 832 ab 1300 a 1838 a 0 b 1594 478 515 917
19 Scheloribates sp. 2 171 170 0 0 0 0 0 0
20 Scheloribaes sp. 3 0 0 0 0 0 0 0 171
21 Tectocepheus velatus 5061 3343 1671 363 338 831 165 695
22 Tectocepheus sp. 2 853 0 0 0 167 0 0 0
23 Oppiella sp. 2053 ab 1779 a 0 b 0 b 119 b 3625 a 0 b 0 b
24 Oppia sp. 1 573 4082 485 190 0 522 0 0
25 Oppia sp. 2 0 0 0 0 0 1462 0 0
26 Ramusella sp. 0 199 0 0 334 ab 880 a 0 b 0 b
27 Protoribates sp. 0 0 0 0 5638 0 0 0
28 Xylobates sp. 0 170 0 0 171 0 0 0
29 Microzetes sp. 0 170 0 0 0 687 0 0
30 Ceratozetes sp. 0 0 167 0 0 0 0 0
31 Autogneta sp. 166 0 0 0 0 0 0 0
32 Allosuctobelba sp. 0 509 0 0 0 0 0 0
33 Liochthonius sp. 0 0 0 0 287 0 0 0
34 Epilohmannia sp. 116 0 0 0 0 0 0 0
35 若螨 Nymph 2657 1383 1348 1110 5711 184 340 353
36 幼螨 Larva 2074 170 338 560 1055 0 188 695
未鉴定甲螨 Unidentified 0 0 0 0 167 0 0 0
总计 Total 21055 ab 43579 a 19154 ab 6485 b 27383 ab 40659 a 4458 b 8121 ab
香农指数
Shannon鄄Wiener index 2. 04 1. 47 1. 29 1. 67 2. 01 1. 40 0. 88 1. 77
类群数
Richness 11. 67 13. 00 6. 33 6. 67 12. 33 a 11. 00 ab 4. 00 b 7. 67 ab
摇 摇 处理缩写注释见表 1; 括号内的值为同一月份各个处理中 4 个亚目各自所占的比例; 同一行内,同一月份下标注不同字母的值表示有显著
性差异(P<0. 05)
2. 3摇 农业土地利用方式对土壤螨类群的影响
此次研究共分离得到 36 个类群,其中粉螨科(39% )为优势度最高的类群(>10% );除此以外,跗线螨科
(6. 1% )、矮蒲满科(2. 3% )、小异螨科(1. 9% )、厉螨科(1. 0% )、囊螨科(3. 2% )、中气门若螨(3. 7% )、
Scheloribates sp. 1(4. 4% )、Tectocepheus velatus(7. 3% )、Oppiella sp. (4. 4% )、Oppia sp. 1(3. 4% )、Protoribates
sp. (3. 3% )、甲螨若螨(7. 7% )、甲螨幼螨(3. 0% )也为其中的优势类群(1%—10% )。 这 14 个优势类群共占
螨分离总数的 91% 。
5 月份单因素方差分析结果表明(表 2),露天菜地和 1 年温室大棚中寄螨科的丰度高于 4 年温室大棚和
常规农田;1 年温室大棚和 4 年温室大棚中 Scheloribates sp. 1 的丰度高于露天菜地;1 年温室大棚中 Oppiella
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sp.的丰度高于 4 年温室大棚和露天菜地。 其他分类单元在各个处理间没有显著性差异。
10 月份单因素方差分析结果表明(表 2),露天菜地和 4 年温室大棚中矮蒲满科的丰度低于常规农田;1
年温室大棚和 4 年温室大棚中小异螨科的丰度也低于常规农田;1 年温室大棚中粉螨科和 Oppiella sp.的丰度
高于其它 3 个处理,而 Ramusella sp.的丰度要高于露天菜地和 4 年温室大棚。 其他分类单元在各个处理间没
有显著性差异。
2. 4摇 农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响
多样性指数的单因素方差分析结果表明(表 2),农业土地利用方式对土壤螨群落香农指数和类群数的影
响不太明显,只在 10 月份的采样中发现,4 年温室大棚中土壤螨的类群数显著低于常规农田,说明温室大棚
的长期使用可能会降低土壤螨的群落多样性。
CCA的分析结果用排序图表示(图 1),所有典型特征值解释了数据变化的 75. 8% (F = 1. 456,P =
0郾 0020),其中轴 1 解释了变量的 49. 1% ,轴 2 解释了变量的 25. 2% 。 CCA排序图展示了环境变量(包括处理
和土壤理化性质)对螨群落分布的影响。
图 1摇 农业土地利用方式,土壤理化性质与螨群落关系的典型对应分析
Fig. 1摇 The relationship between agricultural land use types, soil physico鄄chemical parameters and mite assemblages
(A)土壤样本的 CCA排序图: 菱形为常规农田,方形为 1 年温室大棚,向上三角为 4 年温室大棚,圆形为 4 年露天菜地; 空心图形表示 5 月
份土壤样本;实心图形表示 10 月份土壤样本; (B)土地利用方式、土壤理化性质和螨类群的 CCA排序图: SOM,土壤有机质;N,碱解氮;P,
有效磷;K,速效钾;Moisture,土壤含水量;BD,容重;螨类群编号见表 2
图 1 给出 24 个土壤样本的 CCA排序图,样本间存在着集聚分化现象。 其中 1 年温室大棚与其它 3 个处
理的分化尤为明显,所有来自 1 年温室大棚的样本集中分布在轴 2 以左。 常规农田和露天菜地均分布在轴 2
以右,其中常规农田的集中趋势较为明显,而露天菜地较为分散。 4 年温室大棚的土壤样本在轴 2 以左靠近 1
年温室大棚的位置,以及轴 2 以右靠近常规农田的位置均有分布。 说明从常规农田到温室大棚的转换初期,
会引起土壤螨群落的强烈演替,呈现出完全不同的群落分布特征,但随着温室利用时年限延长,这种差异在缓
和,这可能是某些优势类群的减少引起的。
图 1 还给出农业土地利用方式、土壤理化性质和螨群落的 CCA 排序图,其中向上空心三角表示实验处
理,箭头表示土壤理化性质。 分布图中心附近的类群为广适群,即不易受处理和土壤理化性质的影响。 结果
显示,4 个处理分别分布在 4 个象限,表明它们对土壤螨群落分布产生了不同影响,其中 1 年温室大棚和 4 年
温室大棚的环境条件最为相似。 轴 1 具有较高的解释量,因此,处理沿轴 1 方向距离的远近更能反映处理间
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螨群落的相似性:1 年温室大棚与常规农田螨群落差异最大;露天菜地和 4 年温室大棚位于中间。 前面涉及
到的优势类群中,粉螨科与 4 年温室大棚和 1 年温室大棚关系最为密切,能够忍受一定程度的高含量有效磷
和高容重的土壤环境。 与常规农田和露天菜地关系密切的优势类群为甲螨幼螨、甲螨若螨、矮蒲满科、小异螨
科和 Protoribates sp. ,这些螨偏好有机质和碱解氮含量高的土壤,而对有效磷含量高的土壤耐受性较差。 其它
解释量低和零星分布的类群这里没有讨论。
3摇 讨论
3. 1摇 温室利用对螨群落的影响
常规农田、1 年温室大棚和 4 年温室大棚中土壤螨群落对比发现,随着温室利用年限的增加,螨总丰度呈
现出先增加后减少的趋势,这主要是无气门亚目粉螨科变化的结果。 农业用地从生产粮食为主的传统农田转
变为生产蔬菜为主的温室大棚后,人们为了获得更高的产量和收益,必然会增加温室内肥料投入。 1 年温室
大棚由于建棚时间短,土壤理化性质变化并不明显,但土壤生物是环境变化的灵敏指标。 食物网具有自下而
上的调控功能,营养物质的增加会提高土壤食真菌类群中 r 策略者的竞争能力,促使粉螨成为温室内的优势
类群;另一方面,高营养的土壤环境可能造成土壤原有微生物类群逐步转变为粉螨摄食偏好的微生物类
群[29]。 因此,在温室建立初期,营养位相似的 r策略者粉螨会取代 K 策略者为主的甲螨成为竞争的优胜者。
甲螨亚目 Oppiella sp.虽然也属于甲螨亚目,但却是机会主义者,具有较高的繁殖率和较短的生活史,1 年可以
繁殖 2—3代[30],因此呈现出与粉螨相似的变化趋势。
但是,温室土壤中某些营养物质的过度积累会对螨产生负面影响。 磷是一种容易被土壤固定的营养元
素,在高施肥量的情况下,过剩的磷元素会被土壤保留下来,这点从 4 年温室大棚土壤中较高的有效磷含量就
可以看出。 过多的磷可能成为某些土壤螨的抑制因子,曹志平等[21]指出土壤中过多的磷会降低土壤甲螨亚
目的丰度。 因此,随着温室利用年限的延长,粉螨科、矮蒲满科、小异螨科和甲螨亚目丰度有所下降,部分原因
可能归结于土壤磷含量过高这个因素。
另外,温室大棚与常规农田相比,代表了更高的土地扰动强度,因此某些对扰动敏感的类群在温室利用初
期,即在 1 年温室大棚中就呈现下降的趋势,如矮蒲满科、小异螨科和甲螨亚目。 Minor 和 Cianciolo[31]以及
Arroyo等[20]的研究都曾指出甲螨是对扰动最为敏感的类群,扰动少的土壤中甲螨类群的物种多样性和丰富
度较高,扰动多则相反。 因此,在温室利用过程中,土地扰动的增加和土壤磷元素的过度累积共同降低了这些
类群的丰度。
3. 2摇 农业土地利用方式对螨群落的影响
露天菜地和常规农田两种传统农业土地利用方式影响了螨的群落分布。 露天菜地中矮蒲满科和甲螨亚
目的丰度均低于常规农田。 露天菜地和常规农田的生境差异主要来源于植被类型、肥料投入量和管理扰动强
度的不同,研究指出植被物种差异对土壤螨群落的影响并不明显[32],因此后两者应是不同生境下引起螨群落
差异的主要原因。 土壤理化性质分析表明,露天菜地中具有较高含量的土壤碱解氮。 CCA 排序图也显示露
天菜地中螨群落分布与高含量的碱解氮和有机质密切相关,大部分甲螨类群偏好这两种营养物质,其中甲螨
的若螨和幼螨对高有机质的偏好尤为明显。 林英华等[33]和殷秀琴等[34]都曾指出土壤有机质和氮含量与土
壤螨的种类和数量密切相关,甲螨对高有机质的土壤环境更为偏好[35鄄36]。 但是,单一类群丰度分析时,露天
菜地中矮蒲满科和甲螨亚目的丰度不仅没有表现为增加,而且呈现出下降的趋势,推测这是由于露天菜地内
管理扰动强度增大的因素占据了主导地位,掩盖了营养元素提高的潜在收益,造成这两个类群丰度下降。
露天菜地中土壤螨群落分布比较均匀,4 个亚目所占比例大致相似;而 4 年温室大棚中螨群落分布比较
集中,无气门亚目占到一半以上。 两种生境下 4 个亚目比例的差异,说明温度的升高和种植强度的增大会造
成其它菌食性螨向粉螨转换,导致温室内螨类群单一,从土壤生物多样性保护的角度来讲是不利的。
4摇 结论
农业土地利用方式会影响土壤螨的群落分布。 常规农田中甲螨亚目为优势类群;常规农田转换为温室大
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棚后,在温室利用初期,由于土壤中营养物质的增加和人类扰动程度的提高,会造成土壤螨群落由 K 策略者
为主的甲螨亚目逐渐转变为 r策略者无气门亚目,导致粉螨科最终成为温室内的优势类群。 但是随着温室年
限的延长,过量的肥料投入会导致土壤有效磷积累,进而降低粉螨科的丰度,螨群落多样性也呈现出明显下降
的趋势。 露天菜地与温室大棚相比,由于土地利用频率较低,螨群落分布比较均匀。
总的来说,温室是北方 3 种常见农业土地利用方式中人类扰动强度最高,土壤螨多样性损失最为严重的
类型。 螨在生态系统的物质循环和能量流动中具有重要作用,螨类群的过于单一将不利于土壤的自我维持和
修复,也将不利于农业的可持续发展。 因此,尽管温室可以为人类带来更高的产量和收益,但温室内土壤生物
多样性的保护却需要引起人类的关注和重视。
致谢:感谢南阳师范学院生命科学与技术学院 2009 级吴小培同学和 2011 级聂晓庆同学在室内螨分离和玻片
制作中所做的工作。
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圆猿员缘 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿猿 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索生态学奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,
促进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
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标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 摇 CN 11鄄2031 / Q
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生摇 态摇 学摇 报
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