全 文 ：书半干旱沙地草场地面节肢动物群落对
封育措施的响应
刘任涛，李学斌，辛明，马琳，刘凯
（宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室，宁夏 银川７５００２１）
摘要：以宁夏盐池国家级草原资源生态监测站为依托，选择荒漠草原典型冰草植被类型的封育（５年）与未封育样地
对地面节肢动物、植物以及土壤性质进行了调查，同时分析了地面节肢动物对封育后植物和土壤变化的响应。结
果表明，封育对地表植被和土壤性质均产生了明显的影响，尤其是植物个体数、高度和盖度以及生物量封育样地显
著高于未封育样地（犘＜０．０５）。调查样地共捕获地面节肢动物７目２６科２８个类群；封育围栏内外共有的优势类
群为拟步甲科琵甲属，共有的常见类群有１３个类群，共有类群数占总类群数的５０％。并且，地面节肢动物对封育
亦产生了积极的响应，动物群落个体数、类群数和多样性封育样地均高于未封育样地，但均没有达到显著水平（犘＞
０．０５），说明荒漠草原短期封育（５年）对地表植被和地面节肢动物具有不同的生态效应。相关分析表明，地面节肢
动物类群数和Ｓｈａｎｎｏｎ指数均与土壤容重呈显著负相关（犘＜０．０５），而优势度指数与土壤容重呈显著正相关（犘＜
０．０５）。表明土壤容重是地面节肢动物群落结构封育内外差异的主要影响因素，而且不同地面节肢动物类群对封
育内外生境的选择性而表现出不同的响应特征。
关键词：荒漠草原；地面节肢动物；群落结构；封育；放牧
中图分类号：Ｓ８１２．２９；Ｓ１５４．５　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１２）０１００６６０９
　 地面节肢动物是土壤生态系统中不可分割的组成部分，不仅在地下生态系统土壤－植物之间的水分、养分循
环和能量流动中扮演着重要角色［１，２］，而且在退化生态系统的生态服务功能修复中起着十分关键的作用［３５］。因
此，开展生态系统恢复过程中地面节肢动物研究，对于深入理解生态系统结构及其功能变化具有重要的科学意
义［１，６］。
退化生态系统的恢复包括地上和地下２个亚系统过程中各组分的演替变化［７，８］，地面节肢动物群落组成结构
是与地表植被状况密切相关的［１，２，５，９，１０］，同时也会对系统的恢复发生响应［１１，１２］。目前，对于恢复系统中地面节肢
动物的研究主要集中于不同恢复阶段的森林生态系统［１３１５］，不同放牧强度下恢复草地［１１，１６１９］、不同固定程度沙
地［１１，２０，２１］、改良盐碱地［２２］等。在中国宁夏中北部典型荒漠草原，近年来实施了严格的禁牧封育等措施，并结合人
工补种树草，使封育区内草原荒漠化得到了有效遏制，草原植被得到了显著恢复［２３，２４］，生态环境逐步走向良性发
展的轨道。但是对于地面节肢动物恢复生态学研究，仅见在宁夏盐池沙边子不同沙地类型生境中开展了一些初
步研究［２５］，而对于该区荒漠化草地恢复过程中地面节肢动物研究报道较少。
鉴于此，本试验以宁夏盐池县国家级草原资源生态监测站为依托，选择荒漠草原典型冰草植被类型封育草地
为研究样地，以围栏外未封育草地为对照，通过调查对比围栏内外地面节肢动物群落结构及其多样性变化，并分
析其与土壤及植被变化的关系，旨在探讨荒漠草原采取封育措施后植被恢复对地面节肢动物的影响以及地面节
肢动物对封育的响应特征，为该区荒漠草原恢复生态学研究提供土壤动物学依据。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
研究区位于宁夏盐池县境内东南部（３７°０５′～３８°１０′Ｎ，１０６°３３′～１０７°４７′Ｅ）。该区属于中温带半干旱区，年
平均气温３．５℃，最热月（７月）平均气温２２．４℃，最冷月（１月）平均气温－８．７℃；≥１０℃的年积温２７５１．７℃。年
６６－７４
２０１２年２月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２１卷　第１期
Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１
 收稿日期：２０１０１１２５；改回日期：２０１０１２２７
基金项目：国家自然科学基金项目（４１１０１０５０），国家重点基础研究发展计划项目（２００９ＣＢ４２１３０３），国家科技支撑项目（２０１０ＢＡＣ０７Ｂ０３）和宁
夏高等学校科学技术研究项目（ＮＪＹ２０１１０２１）资助。
作者简介：刘任涛（１９８０），男，河南邓州人，助理研究员，博士。Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕ＿ｒｔ＠ｎｘｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
降水量为２８０ｍｍ，主要集中在７－９月，占全年降水量的６０％以上，且年际变率大，年蒸发量２７１０ｍｍ。年无霜
期为１２０ｄ。年平均风速２．８ｍ／ｓ，冬春风沙天气较多，每年５ｍ／ｓ以上的扬沙达３２３次。本区属鄂尔多斯台地
向黄土高原过渡地带，地势南高北低。地带性土壤主要有黄绵土与灰钙土（淡灰钙土）；非地带性土壤主要有风沙
土、盐碱土和草甸土等，其中风沙土在中北部分布广泛。土壤质地多为轻壤土、沙壤土和沙土，结构松散，肥力较
低。
该区植被类型有灌丛、草原、草甸、沙地植被和荒漠植被［２３，２４］，其中灌丛、草原、沙地植被数量较大，分布也
广。典型灌木林有北沙柳（犛犪犾犻狓狆狊犪犿犿狅狆犺犻犾犪）灌丛和小叶锦鸡儿（犆犪狉犪犵犪狀犪犿犻犮狉狅狆犺狔犾犾犪）灌丛等。草原分干
草原和荒漠草原，主要植被类型有大针茅（犛狋犻狆犪犵狉犪狀犱犻狊）、长芒草（犛狋犻狆犪犫狌狀犵犲犪狀犪）、冰草（犃犵狉狅狆狔狉狅狀犮狉犻狊狋犪
狋狌犿）、川青锦鸡儿（犆犪狉犪犵犪狀犪狋犻犫犲狋犻犮犪）、猫头刺（犗狓狔狋狉狅狆犻狊犪犮犻狆犺狔犾犾犪）和盐爪爪（犓犪犾犻犱犻狌犿犳狅犾犻犪狋狌犿）等。
１．２　研究方法
本试验在宁夏盐池县国家级草原资源生态监测站进行，在其附近选择典型冰草植被类型荒漠草原观测场为
试验地。宁夏盐池县自２００６年以来在全县建立围栏用于荒漠植被恢复，但还是经常受到了一些人为干扰和放牧
的影响，为此同年在围栏内用刺线铁丝网建立观测封育样地，以便完全排除野生动物和家畜的采食。在观测试验
场，随机建立３个１００ｍ×１００ｍ的试验区，采样区间距５００ｍ左右。在每个试验区，选择刺线围栏封育草地
（ＥＸ）和围栏外未封育草地（ＣＫ）为研究样地，采用常见的陷阱诱捕法采集土壤动物，即分别在每个研究样地随机
选择采样点５个布设陷阱收集器，共布设１０个收集器，３个采样区共计３０个收集器。具体方法为：在每个采样
点，将塑料小桶（规格：上表面直径为２５ｃｍ，下表面直径为１７ｃｍ，高度为２２ｃｍ）埋入土中，桶口与地面齐平，同
时在其内加入浓度为３％的福尔马林溶液和少量甘油，增加诱捕的有效性；而且为了防止沙蜥等大型动物落入桶
中，在桶口上覆盖网孔为２ｃｍ的金属网。于２０１０年９月布设，在９月和１０月各采样１次，每次布设陷阱持续时
间均为１４ｄ［２６］，将收集到的地面节肢动物标本带回实验室进行鉴定统计。同时，在每个采样点附近内用土钻取
３０ｃｍ深度的混合土样，带回实验室进行理化分析；用环刀取相同土层的土样进行土壤容重测定。另外，在每个
研究样地随机设置１ｍ×１ｍ面积的样方５个，调查植被特征，包括种数、个体数和盖度等指标，同时收集样方内
植物地上部分带回实验室称取生物量。
动物标本分类鉴定主要依据《中国土壤动物检索图鉴》［２７］、《昆虫分类》［２８］和《宁夏贺兰山昆虫》［２９］等工具书，
其中对拟步甲科动物的鉴定主要依据《中国荒漠半荒漠的拟步甲科昆虫》［３０］等分类著作。在本研究中，大多数土
壤动物样品鉴定到科，拟步甲科和蚁科动物鉴定到属。由于幼虫和成虫在土壤中的作用不同，因此分开统计。另
外，还根据不同节肢动物类群在群落总个体数中所占比例多少将其划分为优势类群（占群落总个体数的１０％以
上）、常见类群（介于１％～１０％）和稀有类群（＜１％）。
土壤水分含量（％）采用烘干称量法（１０５℃，２４ｈ）测定，土壤容重采用体积法测定［３１］。
节肢动物群落多样性采用以下几个参数来描述，主要包括群落总个体数、类群数、Ｓｈａｎｎｏｎ多样性指数
（犎′）、Ｐｉｅｌｏｕ均匀度指数（犈）和Ｓｉｍｐｓｏｎ优势度指数（犇），以及密度－类群指数（犇犌）。计算公式如下：
犎′＝－∑犘犻ｌｎ犘犻（犻＝１，２，３，…，犛）
犈＝犎′／ｌｎ犛
犇＝∑（狀犻／犖）２
式中，犛为动物类群数；犘犻为第犻类群节肢动物的相对多度（即该动物类群个体数占群落总个体数的比例），狀犻为
第犻类群节肢动物的个体数量，犖 为节肢动物总个体数量。
犇犌＝（犵／犌）∑（犇犻犆犻／犇犻ｍａｘ犆）
式中，犇犻为第犻类群个体数；犇犻ｍａｘ为各群落中第犻类群的最大个体数；犵为群落中的类群数；犌为各群落所包含的
总类群数，犆犻／犆为犆个群落中第犻个类群出现的比率。
１．３　数据处理与分析
所有数据采用ＳＰＳＳ１５．０软件进行统计分析。采用配对样本的狋－检验比较不同数据组间的差异。采取回
归分析和Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数分析动物群落与环境间的关系。
７６第２１卷第１期 草业学报２０１２年
２　结果与分析
２．１　环境特征
经过５年封育后，封育围栏内外植物个体数、高度、盖度和生物量差异显著（犘＜０．０５），但植物种数和土壤水
分含量及土壤容重均无显著性差异（犘＞０．０５）（表１）。植物个体数和盖度封育围栏内是围栏外的３倍左右，植物
高度封育围栏内是围栏外的６倍左右，植物生物量封育围栏内是围栏外的将近７倍。虽然５年封育对植物种数、
土壤含水量和容重影响较小，但在封育５年后植物种数仍略有增加，土壤含水量亦有所升高，土壤容重也开始出
现下降。
表１　封育围栏内外环境特征变化
犜犪犫犾犲１　犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
样地
Ｓｉｔｅ
植被特征 Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
种数
Ｓｐｅｃｉｅｓｒｉｃｈｎｅｓｓ
密度
Ｄｅｎｓｉｔｙ
（个Ｉｎｄ．／ｍ２）
高度
Ｈｅｉｇｈｔ
（ｃｍ）
盖度
Ｃｏｖｅｒａｇｅ
（％）
生物量
Ｂｉｏｍａｓｓ
（ｇ／ｍ２）
土壤性质Ｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｙ
土壤水分
Ｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ
（ｇ／ｇ）
土壤容重
Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ
（ｇ／ｃｍ３）
封育Ｅｘｃｌｏｓｕｒｅ ７．３３±０．３３ａ１１２．３３±１５．６０ａ２９．３３±２．７８ａ４１．６７±３．３３ａ３６９．９４±６６．９０ａ ０．５０±０．０４ａ １．４７±０．０１ａ
对照ＣＫ ６．００±０．５８ａ ３８．３３±３．７６ｂ ５．５７±０．２２ｂ１１．００±２．０８ｂ５４．００±３．４６ｂ ０．３７±０．０２ａ １．５３±０．０３ａ
　同列不同字母表示差异显著（犘＜０．０５）。Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５．
２．２　地面节肢动物群落组成
调查样地共捕获的节肢动物分属于７目２６科２８个类群（表２），其中优势类群为掘穴蚁，个体数占总个体数
的１０．６２％；常见类群有１９类，个体数占总个体数的８２．３０％；稀有类群为光盔蛛科、平腹蛛科、草天牛科、食虫虻
科、食蚜蝇科、胡蜂科、泥蜂科、卷娥科幼虫共８个类群，个体数占总个体数的７．０８％。封育围栏内节肢动物优势
类群为网翅蝗科和拟步甲科东鳖甲属，个体数占其个体总数的２５．８１％；其他２３个类群均为常见类型，个体数占
其个体总数的７４．１９％；无稀有类群。围栏外节肢动物优势类群为拟步甲科琵甲属、金龟科蜣螂属、埋葬甲科、掘
穴蚁共４个类群，个体数占其个体总数的５０．９７％；其他１６个类群均为常见类型，个体数占其个体总数的
４９．０３％；无稀有类群。共有的优势类群为拟步甲科琵甲属，共有的常见类群有１３个类群，共有类群数占总类群
数的５０．００％。
２．３　地面节肢动物多样性
经过５年封育后，封育围栏内外节肢动物总个体数、总类群数、Ｓｈａｎｎｏｎ指数、均匀度指数和优势度指数以及
密度－类群指数均无显著差异（犘＞０．０５）（表２，图１）。但沙地草场封育对节肢动物多样性亦产生了较大影响。
表现为节肢动物总个体、总类群数、Ｓｈａｎｎｏｎ指数、均匀度指数和密度－类群指数围栏内均高于围栏外，节肢动物
优势度指数围栏内低于围栏外。
２．４　地面节肢动物与环境因子间的关系
从节肢动物群落密度、类群数、３个多样性指数以及密度－类群指数和环境因子间的相关关系（表３）分析表
明，节肢动物多样性与土壤容重间存在着显著相关关系。表现为节肢动物类群数和Ｓｈａｎｎｏｎ指数均与土壤容重
呈显著负相关（犘＜０．０５），节肢动物优势度指数与土壤容重呈显著正相关（犘＜０．０５）。
不同动物类群与环境因子间相关分析表明（表４），光盔蛛科个体数分布与土壤含水量呈显著正相关（犘＜
０．０５）；狼蛛科个体数分布与植物盖度、高度和生物量均呈极显著正相关（犘＜０．０１），而与植物密度和土壤含水量
均呈显著正相关（犘＜０．０５）；网翅蝗科个体数分布与植物高度呈显著正相关（犘＜０．０５）；东鳖甲属与植物密度呈
显著正相关（犘＜０．０５）；食虫虻科与土壤含水量呈显著正相关（犘＜０．０５）；蝇科与植物盖度、高度均呈显著（犘＜
０．０５）正相关，而与植物生物量和土壤含水量均呈极显著正相关（犘＜０．０１）；针毛收获蚁与土壤容重呈极显著负
相关（犘＜０．０１）；胡蜂科、泥蜂科均与植物种数呈显著负相关（犘＜０．０５）。
８６ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１
表２　不同处理节肢动物平均密度
犜犪犫犾犲２　犌狉狅狌狀犱犪狉狋犺狉狅狆狅犱犮狅犿犿狌狀犻狋狔犱犲狀狊犻狋狔犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
动物类群Ｆａｕｎａｌｇｒｏｕｐ 封育密度Ｄｅｎｓｉｔｙｏｆｅｘｃｌｏｓｕｒｅ（个Ｉｎｄ．／ｍ２） 对照密度 ＤｅｎｓｉｔｙｏｆＣＫ（个Ｉｎｄ．／ｍ２） 多度Ａｂｕｎｄａｎｃｅ
光盔蛛科Ｌｉｏｃｒａｎｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ０．００ ＋
蟹蛛科Ｔｈｏｍｉｓｉｄａｅ １３．５９±１３．５９（３．２３％） １３．５９±１３．５９（３．９２％） ＋＋
平腹蛛科Ｇｎａｐｈｏｓｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ０．００ ＋
跳蛛科Ｓａｌｔｉｃｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋＋
狼蛛科Ｌｙｃｏｓｉｄａｅ ２０．３８±０．００（４．８４％） ０．００ ＋＋
红蝽科Ｐｙｒｒｈｏｃｏｒｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） １３．５９±６．７９（３．９２％） ＋＋
剑角蝗科Ａｃｒｉｄｉｄａｅ ４０．７６±４０．７６（９．６８％） ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋＋
网翅蝗科Ａｒｃｙｐｔｅｒｉｄａｅ ６１．１５±３１．１３（１４．５２％） ０．００ ＋＋
叶蝉科Ｃｉｃａｄｅｌｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋＋
步甲科成虫Ｃａｒａｂｉｄａｅ ２０．３８±２０．３８（４．８４％） ２０．３８±１１．７７（５．８８％） ＋＋
东鳖甲属Ａｎａｔｏｌｉｃａ ４７．５６±２７．１８（１１．２９％） ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋＋
琵琶甲属Ｂｌａｐｓ ６．７９±６．７９（１．６１％） ４０．７６±２３．５４（１１．７６％） ＋＋
吉丁甲科Ｂｕｐｒｅｓｔｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋＋
金龟科Ｓｃａｒａｂａｅｉｄａｅ ２７．１８±６．７９（６．４５％） ４０．７６±４０．７６（１１．７６％） ＋＋
象甲科Ｃｕｒｃｕｌｉｏｎｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋＋
埋葬甲科Ｓｉｌｐｈｉｄａｅｌａｔｒｅｉｌｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ４０．７６±３１．１３（１１．７６％） ＋＋
天牛科Ｃｅｒａｍｂｙｃｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ０．００ ＋
芫菁科幼虫 Ｍｅｌｏｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋＋
食虫虻科Ａｓｌｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ０．００ ＋
蝇科 Ｍｕｓｃｉｄａｅ ２７．１８±６．７９（６．４５％） ０．００ ＋＋
食蚜蝇科Ｓｙｒｐｈｉｄａｅ ０．００ ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋
针毛收获蚁 Ｍｅｓｓｏｒａｃｉｃｕｌａｔｕｓ ２７．１８±６．７９（６．４５％） １３．５９±６．７９（３．９２％） ＋＋
掘穴蚁Ｆｏｒｍｉｃａｌｉｎｎａｅｕｓ ２７．１８±２７．１８（６．４５％） ５４．３５±２９．６１（１５．６９％） ＋＋＋
隧蜂科 Ｈａｌｉｃｔｉｄａｅ １３．５９±１３．５９（３．２３％） ３３．９７±３３．９７（９．８０％） ＋＋
胡蜂科Ｖｅｓｐｉｄａｅ ０．００ ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋
泥蜂科Ｓｐｈｅｃｉｄａｅ ０．００ ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋
夜蛾科幼虫Ｎｏｃｔｕｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ６．７９±６．７９（１．９６％） ＋＋
卷娥科幼虫Ｌｅｕｃｔｒｉｄａｅ ６．７９±６．７９（１．６１％） ０．００ ＋
密度Ｄｅｎｓｉｔｙ ４２１．２３±５９．２３ａ ３４６．４９±７７．１６ａ
类群数Ｇｒｏｕｐｎｕｍｂｅｒ １２．００±１ａ ９．００±３ａ
　同行不同字母表示差异显著 Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｌｉｎｅｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５；括号为占总数百分比 Ｎｕｍｂｅｒｓｉｎｂｒａｃｋｅｔ
ｍｅａｎｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔｏｆｔｏｔａｌｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ；＋，稀有类群 Ｒａｒｅｇｒｏｕｐ；＋＋，常见类群Ｃｏｍｍｏｎｇｒｏｕｐ；＋＋＋，优势类群 Ｄｏｍｉｎａｎｔｇｒｏｕｐ．
３　讨论与结论
对于草地生态系统而言，采取封育措施是人类有意识地调节草地生态系统中食草动物与植物的关系以及管
理草地的手段［１５］。由于其投资少、见效快，已成为当前退化草地恢复与重建的重要措施之一［３２］。对宁夏盐池县
国家级草原资源生态监测站附近的荒漠草原围封后，植物群落特征、生物量和土壤性质均发生了很大变化，尤其
是植物密度和盖度及生物量显著增加。这与杨晓晖等［３３］和曹永翔等［３４］在宁夏盐池对封育草场植被的研究结果
一致。说明建立草原围栏有利于植被恢复和土壤环境改善［３３３５］，而围栏外的采食行为直接导致植物个体数、盖度
和生物量的显著下降［１２］，并且家畜踩踏导致土壤表层裸露而水分散失［３５，３６］和土壤容重降低［３７］。
９６第２１卷第１期 草业学报２０１２年
图１　地面节肢动物多样性指数
犉犻犵．１　犇犻狏犲狉狊犻狋狔犻狀犱犲狓狅犳犵狉狅狌狀犱犪狉狋犺狉狅狆狅犱犮狅犿犿狌狀犻狋狔犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
　ＥＸ，ＣＫ分布代表围栏内外草地ＥＸａｎｄＣＫｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｘｃｌｏｓｕｒｅａｎｄｇｒａｚｉｎｇｇｒａｓｓｌａｎｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．不同字母表示差异显著（犘＜０．０５，配对狋检验
法）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５（Ｐａｉｒｅｄ狋－ｔｅｓｔｓ）．
表３　节肢动物多样性与环境因子间的相关关系
犜犪犫犾犲３　犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳犵狉狅狌狀犱犪狉狋犺狉狅狆狅犱犱犻狏犲狉狊犻狋狔犻狀犱犲狓犪狀犱犲狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾狏犪狉犻犪犫犾犲狊
多样性指数
Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｅｘ
植物种数
Ｓｐｅｃｉｅｓｒｉｃｈｎｅｓｓ
植物密度
Ｄｅｎｓｉｔｙ
植物高度
Ｈｅｉｇｈｔ
植物盖度
Ｃｏｖｅｒａｇｅ
植物生物量
Ｂｉｏｍａｓｓ
土壤水分
Ｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ
土壤容重
Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ
密度Ｆａｕｎａｌｄｅｎｓｉｔｙ ０．０５８ ０．３３９ ０．３９２ ０．２２３ ０．１０４ －０．１７８ －０．７５４
类群Ｆａｕｎａｌｇｒｏｕｐ ０．１３３ ０．３５０ ０．４９２ ０．３９０ ０．３１４ ０．０５９ －０．８５０
香农指数Ｓｈａｎｎｏｎｉｎｄｅｘ ０．２２２ ０．３９０ ０．５２６ ０．４９２ ０．４４０ ０．１８９ －０．８９２
均匀度指数Ｅｖｅｎｎｅｓｓｉｎｄｅｘ －０．０９２ ０．１３２ ０．２３０ ０．２５０ ０．４２３ ０．５６７ ０．２６０
优势度指数Ｓｉｍｐｓｏｎｉｎｄｅｘ －０．２７３ －０．４０９ －０．５３０ －０．５３０ －０．４８３ －０．２３３ ０．９０４
密度－类群指数Ｄｅｎｓｉｔｙ－ｇｒｏｕｐｉｎｄｅｘ ０．１８２ ０．４７３ ０．７４０ ０．４９９ ０．３９４ ０．２６５ －０．７０６
　犘＜０．０５．
地表植被和土壤可以为节肢动物提供食物来源和栖居地［１１］，直接影响节肢动物存活［３８］。本研究中，地面节
肢动物总个体数、总类群数、Ｓｈａｎｎｏｎ指数、均匀度指数和密度－类群指数封育围栏内均高于围栏外，但均没有达
到显著水平。一方面说明地面节肢动物对封育后环境条件的改善产生了积极反应［１５，１６］，节肢动物种类和数量增
加，围栏封育可以提高生物多样性，另外一方面也说明５年封育时间并不能显著影响地面节肢动物群落结构，还
需要较长时间封育才能显著提高地面节肢动物多样性。地面节肢动物群落指数与环境因子间相关分析结果仅为
地面节肢动物类群数和Ｓｈａｎｎｏｎ指数均与土壤容重呈显著负相关（犘＜０．０５），表明放牧干扰导致的土壤容重增
加不利于地面节肢动物活动，进而直接影响地面节肢动物的生境选择和分布［３９］，而封育草地土壤结构疏松多孔
为地面节肢动物提供了良好的生活环境，更为适宜地面节肢动物的生存［３９］。至于其他环境因子变化对地面节肢
动物群落指数影响，尤其是封育后植被特征变化对地面节肢动物所产生的影响均未达到显著水平，首先表明封育
０７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１
后恢复过程中地面节肢动物群落变化滞后于植物群落变化，另外也说明地面节肢动物首先选择的是适宜栖居地，
而不是食源的多寡及其质量，这与地面节肢动物的生物生态学特性有关［５］。地面节肢动物的显著增加效应对封
育时间的要求及其与植被间的关系仍需要深入探索。
表４　不同动物类群与环境因子间的相关关系
犜犪犫犾犲４　犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳犲犪犮犺犪狉狋犺狉狅狆狅犱犵狉狅狌狆犪狀犱犲狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾狏犪狉犻犪犫犾犲狊
动物类群
Ｆａｕｎａｌｇｒｏｕｐ
植物种数
Ｓｐｅｃｉｅｓｒｉｃｈｎｅｓｓ
植物密度
Ｄｅｎｓｉｔｙ
植物高度
Ｈｅｉｇｈｔ
植物盖度
Ｃｏｖｅｒａｇｅ
植物生物量
Ｂｉｏｍａｓｓ
土壤水分
Ｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ
土壤容重
Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ
光盔蛛科Ｌｉｏｃｒａｎｉｄａｅ ０．１５８ ０．１１８ ０．４７６ ０．５２７ ０．６４３ ０．８１０ －０．１３９
蟹蛛科Ｔｈｏｍｉｓｉｄａｅ －０．５００ －０．０６７ ０．１１５ －０．２１６ －０．２７０ －０．４２４ －０．２８２
平腹蛛科Ｇｎａｐｈｏｓｉｄａｅ ０．１５８ ０．３９５ ０．５８８ ０．２４５ ０．０７０ ０．０７０ －０．２６９
跳蛛科Ｓａｌｔｉｃｉｄａｅ －０．１２５ ０．１８７ －０．１５９ ０．００７ ０．０８７ －０．３１８ －０．５１５
狼蛛科Ｌｙｃｏｓｉｄａｅ ０．７０７ ０．９１７ ０．９７３ ０．９６９ ０．９２１ ０．８０９ －０．７２５
红蝽科Ｐｙｒｒｈｏｃｏｒｉｄａｅ －０．３５４ －０．５７９ －０．３０６ －０．２３２ －０．１４６ －０．０８９ －０．０２２
剑角蝗科Ａｃｒｉｄｉｄａｅ ０．１８８ ０．３３３ ０．５２４ ０．１９５ －０．００１ ０．０１６ －０．２４１
网翅蝗科Ａｒｃｙｐｔｅｒｉｄａｅ ０．２４８ ０．４２７ ０．８４３ ０．５８０ ０．５０９ ０．６２５ －０．３３２
叶蝉科Ｃｉｃａｄｅｌｉｄａｅ －０．５００ －０．０６７ ０．１１５ －０．２１６ －０．２７０ －０．４２４ －０．２８２
步甲科成虫Ｃａｒａｂｉｄａｅ －０．３０６ －０．０６１ ０．１４１ －０．２０１ －０．３３６ －０．４２８ －０．２５３
东鳖甲属Ａｎａｔｏｌｉｃａ ０．５８９ ０．７９３ ０．４０１ ０．６３４ ０．６３８ ０．２８４ －０．７２７
琵琶甲属Ｂｌａｐｓ －０．８０６ －０．４７８ －０．６０３ －０．６２９ －０．４８８ －０．６４５ ０．２０７
吉丁甲科Ｂｕｐｒｅｓｔｉｄａｅ ０．２５０ －０．０１５ ０．１１４ －０．０６０ －０．２８２ －０．２０１ －０．０５７
金龟科Ｓｃａｒａｂａｅｉｄａｅ －０．５７４ －０．１７０ －０．２０１ －０．２３２ －０．１２９ －０．４２６ －０．３７４
象甲科Ｃｕｒｃｕｌｉｏｎｉｄａｅ －０．１２５ ０．１８７ －０．１５９ ０．００７ ０．０８７ －０．３１８ －０．５１５
埋葬甲科Ｓｉｌｐｈｉｄａｅｌａｔｒｅｉｌｅ －０．３６６ －０．３０４ －０．４８３ －０．４８３ －０．３９３ －０．２４７ ０．７７０
天牛科Ｃｅｒａｍｂｙｃｉｄａｅ ０．６３２ ０．７１７ ０．２４２ ０．５２７ ０．５２２ ０．２０４ －０．５６４
芫菁科幼虫 Ｍｅｌｏｉｄａｅ ０．２５０ －０．２３４ ０．０２５ ０．１６４ ０．１７０ ０．３８５ ０．０４６
食虫虻科Ａｓｌｉｄａｅ ０．１５８ ０．１１８ ０．４７６ ０．５２７ ０．６４３ ０．８１０ －０．１３９
蝇科 Ｍｕｓｃｉｄａｅ ０．５５３ ０．６７５ ０．８９１ ０．９１４ ０．９３９ ０．９４８ －０．５５６
食蚜蝇科Ｓｙｒｐｈｉｄａｅ ０．１５８ －０．４１４ －０．４４４ －０．３２０ －０．４２７ －０．３２４ ０．１９８
针毛收获蚁 Ｍｅｓｓｏｒａｃｉｃｕｌａｔｕｓ ０．６１２ ０．６８０ ０．４２７ ０．６３８ ０．５９３ ０．２３２ －０．９２０
掘穴蚁Ｆｏｒｍｉｃａｌｉｎｎａｅｕｓ ０．４２５ －０．０３８ －０．４５０ －０．１５７ －０．２２１ －０．２２７ ０．２３６
隧蜂科 Ｈａｌｉｃｔｉｄａｅ ０．２２１ －０．３６７ －０．２５４ －０．１０９ －０．１７０ ０．０００ ０．１４２
胡蜂科Ｖｅｓｐｉｄａｅ －０．７９１ －０．４８１ －０．４４２ －０．５１８ －０．４１２ －０．６０６ －０．０８７
泥蜂科Ｓｐｈｅｃｉｄａｅ －０．７９１ －０．４８１ －０．４４２ －０．５１８ －０．４１２ －０．６０６ －０．０８７
夜蛾科幼虫Ｎｏｃｔｕｉｄａｅ ０．２５０ －０．０１５ ０．１１４ －０．０６０ －０．２８２ －０．２０１ －０．０５７
卷娥科幼虫Ｌｅｕｃｔｒｉｄａｅ ０．１５８ ０．３９５ ０．５８８ ０．２４５ ０．０７０ ０．０７０ －０．２６９
　犘＜０．０５，犘＜０．０１．
地面节肢动物群落的组成极其复杂，其中可能某些类群对环境改变的反应特别敏感，对不同草地管理措施产
生不同响应模式。表现为：１）仅在特定生境中出现的动物类群，如蜘蛛目光盔蛛科、平腹蛛科、狼蛛科、网翅蝗科、
草天牛科、食虫虻科、膜翅目蝇科、卷蛾科幼虫只在封育围栏内生境中出现，而食蚜蝇科、胡蜂科、泥蜂科仅在围栏
外生境中出现，反映了这些动物类群对生境选择的严格性［５，１１，１５］，为进一步的地面节肢动物的生境指示类群研究
打下基础。２）除这些特定动物类群外，其他所有动物类群对生境要求均不高，在围栏内外生境中均有分布，而且
个体数围栏内外未表现出显著差异性。说明这些动物类群在研究样地分布较为广泛和适应性较强［３９，４０］。从不
１７第２１卷第１期 草业学报２０１２年
同动物类群个体数与环境因子间的相关分析结果可以看出，光盔蛛科、食虫虻科对封育生境具有较好土壤水分环
境敏感；狼蛛科除了对封育生境的土壤水分含量表现出敏感性外，更重要的是对植被恢复反应敏感；对网翅蝗科
来说，仅对植被恢复反应敏感，尤其是对植物高度的恢复；而胡蜂科、泥蜂科均仅与植物种数呈显著负相关，反应
了这２个类群对植物种类的强烈选择性，可能与围栏外植物种类分布较少而更适宜其活动有关［４０４３］。这些都是
由动物类群本身的生物学特性所决定的［４，５，２７，２８］。
研究地面节肢动物群落结构与多样性能够标示退化草地生态系统恢复过程，具有重要的理论和实践意义。
荒漠草原封育５年后，土壤水分条件和结构改善及植被恢复为地面节肢动物提供了适宜生境，增加了地面节肢动
物个体数、类群数，提高了地面节肢动物多样性，而且短期围栏封育对地表植被和地面节肢动物的生态效应不同。
与土壤结构相关的土壤容重是影响围栏内外生境中的地面节肢动物分布的主要因素。而且，围栏内外生境中土
壤水分含量和植被特征差异导致了某些特殊动物类群对生境的选择性而表现出了不同的响应模式。
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３７第２１卷第１期 草业学报２０１２年
犚犲狊狆狅狀狊犲狅犳狋犺犲犵狉狅狌狀犱犪狉狋犺狉狅狆狅犱犮狅犿犿狌狀犻狋狔狋狅犲狓犮犾狅狊狌狉犲狅犳犱犲狊犲狉狋狊狋犲狆狆犲犻狀狊犲犿犻犪狉犻犱狉犲犵犻狅狀狊
ＬＩＵＲｅｎｔａｏ，ＬＩＸｕｅｂｉｎ，ＸＩＮＭｉｎｇ，ＭＡＬｉｎ，ＬＩＵＫａｉ
（ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎａｎｄＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＤｅｇｒａｄｅｄＥｃｏｓｙｓｔｅｍｉｎ
ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ，ＮｉｎｇｘｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５００２１，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅＮａｔｉｏｎａｌＲａｎｇｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｔａｔｉｏｎｉｎＹａｎｃｈｉｃｏｕｎｔｙｏｆＮｉｎｇｘｉａｗａｓｕｓｅｄｆｏｒａｎｉｎｖｅｓ
ｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｇｒｏｕｎｄａｒｔｈｒｏｐｏｄｓ，ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｏｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅ
ｏｆｇｒｏｕｎｄａｒｔｈｒｏｐｏｄｓｔｏｅｘｃｌｏｓｕｒｅｏｆｄｅｓｅｒｔｓｔｅｐｐｅｉｎｓｅｍｉａｒｉｄｒｅｇｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｏｂｖｉｏｕｓｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｘｃｌｏｓｕｒｅ
ｏｎｇｒｏｕｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｉｎｔｅｒｍｓｏｆｐｌａｎｔｄｅｎｓｉｔｙ，ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｈｅｉｇｈｔａｎｄｃｏｖｅｒａｇｅ，
ｗｈｉｃｈｗｅｒｅａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ（犘＜０．０５）ｈｉｇｈｅｒｕｎｄｅｒｅｘｃｌｏｓｕｒｅｔｈａｎｎｏｎｅｘｃｌｏｓｕｒｅ．Ｔｏｔａｌｙ，ｔｈｅｒｅｗｅｒｅ２６
ｇｒｏｕｐｓａｎｄ２８ｆａｍｉｌｉｅｓｏｆ７ｏｒｄｅｒｓｃａｐｔｕｒｅｄ；ｔｈｅｆａｕｎａｌｇｒｏｕｐｔｈａｔｃａｍｅｕｐｉｎＣＫａｎｄｅｘｃｌｏｓｕｒｅａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ
ｗａｓＢｌａｐｓ（Ｃａｒａｂｉｄａｅ）ｆｏｒｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｇｒｏｕｐ，ｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈ１３ｃｏｍｍｏｎｇｒｏｕｐｓ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｒｅｗａｓａｎａｃｔｉｖｅｒｅ
ｓｐｏｎｓｅｏｆｇｒｏｕｎｄａｒｔｈｒｏｐｏｄｓｔｏｅｘｃｌｏｓｕｒｅ，ｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｄｅｎｓｉｔｙ，ｇｒｏｕｐｒｉｃｈｎｅｓｓａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆａｒｔｈｒｏｐｏｄｃｏｍ
ｍｕｎｉｔｙｏｎｅｘｃｌｏｓｕｒｅｇｒａｓｓｌａｎｄｔｈａｎｏｎｎｏｎｅｘｃｌｏｓｕｒｅｇｒａｓｓｌａｎｄ，ｂｕｔｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｗｅｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ（犘＞
０．０５）．Ｉｔｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｓｈｏｒｔｔｅｒｍｅｘｃｌｏｓｕｒｅ（ｆｉｖｅｙｅａｒｓ）ｈａｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｎｇｒｏｕｎｄｖｅｇｅｔａ
ｔｉｏｎａｎｄａｒｔｈｒｏｐｏｄｓｉｎｄｅｓｅｒｔｓｔｅｐｐｅ．Ｆｒｏｍｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｒｅｗａｓａｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｐｒｉｃｈ
ｎｅｓｓａｎｄＳｈａｎｎｏｎｉｎｄｅｘｗｉｔｈｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ（犘＜０．０５），ｂｕｔｐｏｓｉｔｉｖｅｆｏｒＳｉｍｐｓｏｎｉｎｄｅｘｗｉｔｈｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ
（犘＜０．０５）．Ｔｈｅｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙｗａｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｆｏｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆａｒｔｈｒｏｐｏｄｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎ
ｄｅｒｅｘｃｌｏｓｕｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｎｏｎｅｘｃｌｏｓｕｒｅ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｓｈｏｗｎｆｏｒｅａｃｈａｒｔｈｒｏ
ｐｏｄｇｒｏｕｐｔｏｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｈａｂｉｔａｔｓｂｅｔｗｅｅｎｅｘｃｌｏｓｕｒｅａｎｄｎｏｎｅｘｃｌｏｓｕｒｅ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｄｅｓｅｒｔｓｔｅｐｐｅ；ｇｒｏｕｎｄａｒｔｈｒｏｐｏｄ；ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｅｘｃｌｏｓｕｒｅ；ｇｒａｚｉｎｇ
４７ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１２） Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１