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Monthly changes of ground arthropods in artificial Caragana intermedia plantations in desert steppe

荒漠草原区人工柠条林地面节肢动物群落月动态变化



全 文 :荒漠草原区人工柠条林地面节肢
动物群落月动态变化
刘任涛1,朱凡1,2
(1.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;2.宁夏大学农学院,宁夏 银川750021)
摘要:以荒漠草原区6,15,24和36年生人工柠条林地为研究对象,通过陷阱诱捕法调查了每个林地5-9月地面节
肢动物群落分布,揭示了地面节肢动物群落月动态变化规律及其与林龄的关系。结果表明,1)研究区共获得5纲
13目62科72类群,按照食性差异划分为捕食性、植食性、腐食性、粪食性和杂食性以及寄生性6个营养功能群。
步甲科、鳃金龟科以及拟步甲科(主要包括琵甲属、漠甲属和鳖甲属)是优势类群,其个体数占个体总数的46.71%。
2)从5月到6月,每个柠条林地除已有植食性和杂食性类群外开始出现腐食性类群,7月只在36年林地开始出现
捕食性优势类群,而8-9月每个林地均开始出现捕食性类群。随着林龄的增加,地面节肢动物食物网结构趋于复
杂。3)6年生林地优势类群高峰期出现在9月,而在15年生林地出现在6和9月,24年生林地出现在6,8和9月,
36年生林地优势类群高峰期出现在6,7,8和9月。随着林龄的增加,地面节肢动物优势类群月分布趋于稳定。4)
6年生林地的最大类群密度以5和9月最高,8月最低;从15到24年林地逐步转变为5月最高而其他月份相对较
低的模式;而到36年林地转变为5月最高,8月次之,而其他月份相对较低的模式。不同年龄林地对地面节肢动物
群落个体数和丰富度的影响以8和9月影响最大,5-7月影响较小。5)研究表明,6~24年生柠条林地面节肢动
物群落月动态波动剧烈,36年生柠条林地面节肢动物群落月动态趋于相对稳定,食物网结构趋于复杂。其中,8和
9月地面节肢动物群落受到柠条年龄的影响较大。
关键词:荒漠草原;人工林;地面节肢动物;月动态;林龄
中图分类号:S812.29  文献标识码:A  文章编号:10045759(2014)02029609
犇犗犐:10.11686/cyxb20140235  
  在宁夏中东部草地沙化和土壤退化地区,人工种植豆科灌丛柠条(犆犪狉犪犵犪狀犪犽狅狉狊犺犻狀狊犽犻犻)有利于植被恢复和
流动沙地的固定,已被认为是对干旱区沙地植被保护和进行人工植被建设的有效措施[12]。在这个由人工柠条林
形成的半天然草地生态系统中,地面节肢动物是物质与能量交换的枢纽,在维持该生态系统结构与功能、生态服
务功能、生物多样性和食物网络结构等方面扮演着十分关键的角色[34]。而地面节肢动物有其自身的生物学特性
和生活史过程,随着季节的更替以及环境的改变,其种类和数量将发生深刻的变化,这将直接影响到半天然草地
生态系统的结构和功能[5]。因此,研究该生态系统中地面节肢动物月动态变化规律,对于揭示柠条人工林中地面
节肢动物的季节动态、合理管理与建设柠条人工林均具有重要的科学意义。
目前,关于柠条人工林生态效应的研究较多,多集中在柠条林建设对土壤性质与植被特征的影响上。曹成有
等[67]和Su等[2,8]研究了科尔沁沙地流动沙丘播种小叶锦鸡儿(犆犪狉犪犵犪狀犪犿犻犮狉狅狆犺狔犾犾犪)后,土壤的颗粒组成、容
重、孔隙度、持水性、透水性、养分和水分含量以及土壤酶活性等理化性质的变化。在黄土高原区,张飞等[9]研究
了不同林龄柠条人工林地土壤物理性质和有机质的变化。韩天丰等[10]和郭忠升[11]研究了柠条林不同配置模式
对植被修复的作用。在荒漠草原区,刘任涛等[1213]研究了柠条人工林生长过程中土壤-植被系统的演变特征。
研究表明,在流动沙地上种植柠条,可以降低土壤粗砂粒成分,提高极细砂粒和粘粉粒含量,增加土壤肥
力[9,1112],促进地表植被的恢复,增加草本植物密度和盖度[1011,13],促进沙化草地生态系统的恢复。并且,刘任涛
等[14]还对荒漠草原区柠条人工林生长过程中地面草本植被的季节变化特征进行了研究。但是,关于人工柠条林
296-304
2014年4月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第23卷 第2期
Vol.23,No.2
收稿日期:20121108;改回日期:20130226
基金项目:国家自然科学基金项目(41101050),国家科技支撑项目(2011BAC07B03),国家留学基金博士后项目和宁夏高等学校科学研究项目
(NJY2011)资助。
作者简介:刘任涛(1980),男,河南邓州人,博士。Email:nxuliu2012@126.com
中地面节肢动物的月动态变化规律,还知之甚少,关于地面节肢动物月动态变化与环境因素间的关系研究,报道
较少。
鉴于此,以宁夏荒漠草原区不同年龄柠条林为研究对象,通过调查每种年龄林地5-9月的地面节肢动物群
落特征,分析地面节肢动物的月动态变化规律,以期为由柠条林构成的半天然草地生态系统的有效管理及其恢复
提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
研究样地位于宁夏盐池县城东北部10km处(37°49′N,107°30′E)。盐池县属于中温带半干旱区,年平均气
温7.7℃,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。
该县域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,其中灌丛、草原、沙地植被数量较大,分布也广。
研究样地土壤为风沙土,植被类型为种植有大面积人工柠条林而形成的半天然草地。其中,6年生柠条平均
密度为29株/100m2,冠幅较小(0.50m2),高度较矮(平均高度41cm),行距6m左右;15,24和36年生柠条灌
木的冠幅较大,高度均在90cm以上,平均密度介于35~45株/100m2,行距介于6~8m。主要草本植物包括猪
毛菜(犛犪犾狊狅犾犪犮狅犾犾犻狀犪)、山苦荬(犐狓犲狉犻狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊)、白草(犘犲狀狀犻狊犲狋狌犿犮犲狀狋狉犪狊犻犪狋犻犮狌犿)和牛枝子(犔犲狊狆犲犱犲狕犪狆狅狋犪狀犻
狀犻犻)等。
1.2 取样方法
选择6,15,24和36年生柠条人工林地为研究样地,每个样地有6个重复。在每个样地布置4个调查收集
器,采用常见的陷阱诱捕法采集地面节肢动物,具体方法见文献[5,15]。于2011年5-9月布设,每次布设陷阱
持续时间均为14d,将收集到的地面节肢动物标本带回实验室进行鉴定统计。
动物标本分类鉴定主要依据《中国土壤动物检索图鉴》[16]、《昆虫分类》[17]和《宁夏贺兰山昆虫》[18]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》[19]等分类著作。在本研究中,大多数土
壤动物样品鉴定到科,拟步甲科和蚁科鉴定到属。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%)。
1.3 数据处理
所有数据采用SPSS软件进行统计分析。采用单因素方差分析(OnewayANOVA)和多重比较法分析不同
数据组间的差异。
2 结果与分析
2.1 群落组成与主要类群
本研究共捕获地面节肢动物5939只,分属于5纲13目62科72类群(表1)。其中,步甲科(13.3%)和鳃金
龟科(14.7%)是优势类群,其个体数占个体总数的28.0%;有12个类群即长奇盲蛛科、网翅蝗科、琵甲属、漠甲
属和鳖甲属、叶甲科、绒毛金龟科、蜣螂属、土甲属、象甲科、鳞翅目幼虫、收获蚁属为常见类群,其个体数占个体总
数的46.2%;其他58个类群为稀有类群,其个体数占总个体数的25.9%。按照食性差异将地面节肢动物划分为
捕食性、植食性、腐食性、粪食性和杂食性以及寄生性6个营养功能群(表1)。根据类群数统计,不同功能群间的
比例为22(捕食性)∶39(植食性)∶3(腐食性)∶4(粪食性)∶3(杂食性)∶1(寄生性),其中以捕食性和植食性为
主要营养功能群。
在5月,6年生林地优势类群为鳖甲属、鳃金龟科和象甲科,到15年林地变为鳃金龟科和象甲科,24年林地
变为琵甲属、收获蚁属和铺道蚁属,36年林地变为收获蚁属和铺道蚁属(表2)。6月,6年林地优势类群为鳖甲
792第23卷第2期 草业学报2014年
表1 地面节肢动物群落组成
犜犪犫犾犲1 犆狅犿犿狌狀犻狋狔犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳犵狉狅狌狀犱犪狉狋犺狉狅狆狅犱
目Order 科Family 属Genus 功能群Guild
等足目Isopoda 瘤潮虫科Tylidae 植食性 Herbivore
盲蛛目Opiliones 长奇盲蛛科Phalangidae 捕食性Carnivore
蜈蚣目Scolopendromorpha 蜈蚣科Scolopendridae 捕食性Carnivore
蜘蛛目Araneae 园蛛科Araneidae 捕食性Carnivore
跳蛛科Salticidae 捕食性Carnivore
球蛛科 Therididae 捕食性Carnivore
光盔蛛科Liocranidae 捕食性Carnivore
管巢蛛科Clubionidae 捕食性Carnivore
平腹蛛科Calilopisnocturnae 捕食性Carnivore
逍遥蛛科Philodromidae 捕食性Carnivore
狼蛛科Lycosidae 捕食性Carnivore
蟹蛛科Thomisidae 捕食性Carnivore
蜘蛛F1Unknownfamily1 捕食性Carnivore
革翅目Dermaptera 蠼螋科Labiduridae 捕食性Carnivore
直翅目Orthoptera 网翅蝗科Arcypteridae 植食性 Herbivore
蝼蛄科Grylotalpidae 植食性 Herbivore
树蟋科Oecanthidae 植食性 Herbivore
同翅目 Homoptera 叶蝉科Cicadelidae 植食性 Herbivore
半翅目 Hemiptera 蝽科Pentatomidae 植食性 Herbivore
姬蝽科Nabidae 植食性 Herbivore
姬缘蝽科Rhopalidae 植食性 Herbivore
缘蝽科Coreidae 植食性 Herbivore
蛛缘蝽科Alydidae 植食性 Herbivore
盾蝽科Scuteleridae 植食性 Herbivore
细毛蝽科Dolycorisbaccarum 植食性 Herbivore
长蝽科Lygaeidae 植食性 Herbivore
盲蝽科 Miridae 植食性 Herbivore
土蝽科Cydnidae 植食性 Herbivore
毛翅目Trichoptera 植食性 Herbivore
鞘翅目Coleoptera 虎甲科Cicindelidae 捕食性Carnivore
步甲科Carabidae 捕食性Carnivore
拟步甲科Tenebrionidae 琵甲属犅犾犪狆狊 植食性 Herbivore
脊漠甲属犘狋犲狉狅犮狅犿犪 植食性 Herbivore
鳖甲属犃狀犪狋狅犾犻犮犪 杂食性Ominivore
土甲属犌狅狀狅犮犲狆犺犪犾狌犿 植食性 Herbivore
芫菁科 Meloidae 植食性 Herbivore
叶甲科Chrysomelidae 植食性 Herbivore
吉丁甲科BuprestidaeLeach 植食性 Herbivore
叩甲科ElateridaeLeach 植食性 Herbivore
隐翅虫科Staphylinidae 捕食性Carnivore
鳃金龟科 Melolonthidae 植食性 Herbivore
892 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.2
 续表1 Continued
目Order 科Family 属Genus 功能群Guild
绒毛金龟科Glaphyridae 植食性 Herbivore
金龟科Scarabaeidae 蜣螂属犆狅狆狉犻狀犪犲 粪食性Coprophage
蜉金龟科Aphodidae 粪食性Coprophage
花金龟科Cetonidae 植食性 Herbivore
粪金龟科Geotrupidae 粪食性Coprophage
阎甲科 HisteridaeGylenhal 腐食性Saprophagous
葬甲科Silphidae 腐食性Saprophagous
龟甲科Cassididae 植食性 Herbivore
象甲科Curculionidae 植食性 Herbivore
姬花甲科Phalacridae 植食性 Herbivore
皮蠹科Dermestidae 腐食性Saprophagous
鳞翅目Lepidoptera 叶蛾科Lasioeampidae 植食性 Herbivore
尺蛾科Geometridae 植食性 Herbivore
双翅目Diptera 食虫虻科Aslidae 捕食性Carnivore
膜翅目 Hymenoptera 切叶蜂科 Megachilidae 植食性 Herbivore
姬蜂科Ichneumonidea 捕食性Carnivore
青蜂科Chrysididae 寄生性Parastic
土蜂科Scolidae 植食性 Herbivore
泥蜂科Sphecidae 捕食性Carnivore
蜜蜂亚科Apinae 植食性 Herbivore
蜾蠃蜂科Jucancistrocerustachkensis 捕食性Carnivore
叶蜂科Tenthredinidae 植食性 Herbivore
蚁科Formicidae 收获蚁属犕犲狊狊狅狉 植食性 Herbivore
铺道蚁属犜犲狉狉犪犿狅狉犻狌犿 杂食性Ominivore
箭蚁属犆犪狋犪犵犾狔狆犺犻狊 杂食性Ominivore
原蚁属犘狉狅犳狅狉犿犻犮犪 捕食性Carnivore
弓背蚁属犆犪犿狆狅狀狅狋狌狊 捕食性Carnivore
属、琵甲属、蜣螂属和象甲科,到15年林地变为琵甲属、鳃金龟科、绒毛金龟和象甲科,24年林地变为琵甲属、鳃
金龟科和金龟科,36年林地变为琵甲属、鳃金龟科和蜣螂属。7月,6年生林地优势类群为鳖甲属、琵甲属、鳃金
龟科和铺道蚁属,到15年林地变为鳃金龟科和铺道蚁属,到24年林地为琵甲属和鳃金龟科2类,而到36年林地
变为步甲科、鳖甲属、鳃金龟科和铺道蚁属。到8月,6年生林地优势类群为步甲科、琵甲属、收获蚁属和铺道蚁
属,到15年林地变为网翅蝗科、步甲科和铺道蚁属,到24年林地变为步甲科、琵甲属和收获蚁属,而到36年林地
只有步甲科。在9月,6年生林地优势类群为步甲科和铺道蚁属,到15和24年林地变为步甲科、土甲属和收获
蚁属,而到36年林地变为步甲科和收获蚁属。
柠条林地的主要类群为网翅蝗科、步甲科、东鳖甲属、琵甲属、土甲属、鳃金龟科、绒毛金龟科、金龟科、蜣螂
属、象甲科、收获蚁和铺道蚁。从功能群的角度来看,在5月,从6到15年林地,地面节肢动物优势类群均以植食
性类群为主,从24年开始除了植食性类群外又出现杂食性类群。到6月除了植食性类群外,6,24和36年生林
地均开始出现粪食性类群。到7月,除了上述植食性和杂食性类群外,从36年林地开始出现捕食性类群。从8
月开始,发展到各个林地均开始出现捕食性类群。
992第23卷第2期 草业学报2014年
在6年生林地,从5月到9月优势类群的多度(相对密度)呈波动增加趋势。随着林龄增加,其重要值由9月
>8月>7月>5月>6月逐步变为15年生林地的6月>9月>5月>7月>8月和24年生林地的8月>9月>
6月>7月>5月,再到36年林地的7月>9月>8月>6月>5月。
表2 优势类群及其多度的月动态变化
犜犪犫犾犲2 犕狅狀狋犺犾狔犮犺犪狀犵犲狊狅犳犱狅犿犻狀犪狀狋犵狉狅狌狆狊犪狀犱狋犺犲犻狉犪犫狌狀犱犪狀犮犲狊狅犳犵狉狅狌狀犱犪狉狋犺狉狅狆狅犱
林地
Shruland
5月
May
多度
Abundance
(%)
6月
June
多度
Abundance
(%)
7月
July
多度
Abundance
(%)
8月
August
多度
Abundance
(%)
9月
September
多度
Abundance
(%)
6年
Year
鳖甲属
犃狀犪狋狅犾犻犮犪
20.1 琵甲属犅犾犪狆狊 12.9 琵甲属犅犾犪狆狊 14.2 步甲科
Carabidae
20.2 步甲科
Carabidae
63.2
鳃金龟科
Melolonthidae
24.8 鳖甲属
犃狀犪狋狅犾犻犮犪
11.5 鳖甲属
犃狀犪狋狅犾犻犮犪
15.8 琵甲属犅犾犪狆狊 11.2 铺道蚁
Terramorium
10.9
象甲科
Curculionidae
16.2 蜣螂属
犆狅狆狉犻狀犪犲
15.2 鳃金龟科
Melolonthidae
27.9 收获蚁 Messor 10.6
象甲科
Curculionidae
12.6 铺道蚁属 犜犲狉
狉犪犿狅狉犻狌犿
20.8 铺道蚁
犜犲狉狉犪犿狅狉犻狌犿
23.4
合计Sum 61.1 52.2 62.7 65.4 74.1
15年
Year
鳃金龟科
Melolonthidae
38.3 琵甲属犅犾犪狆狊 11.6 鳃金龟科
Melolonthidae
21.8 网翅蝗科
Arcypteridae
22.4 步甲科
Carabidae
32.6
象甲科
Curculionidae
16.3 鳃金龟科
Melolonthidae
35.6 铺道蚁
Terramorium
32.3 步甲科
Carabidae
15.5 土甲属
犌狅狀狅犮犲狆犺犪犾狌犿
19.5
绒毛金龟
Glaphyridae
10.9 铺道蚁
Terramorium
12.3 收获蚁 Messor 17.8
象甲科
Curculionidae
13.1
合计Sum 54.6 71.2 54.1 50.2 69.9
24年
Year
琵甲属犅犾犪狆狊 11.0 琵甲属犅犾犪狆狊 23.3 琵甲属犅犾犪狆狊 50.0 步甲科
Carabidae
42.0 步甲科
Carabidae
22.5
收获蚁 Messor 15.2 鳃金龟科
Melolonthidae
33.8 鳃金龟科
Melolonthidae
10.3 琵甲属犅犾犪狆狊 16.7 土甲属
犌狅狀狅犮犲狆犺犪犾狌犿
27.5
铺道蚁
Terramorium
42.7 金龟科
Scarabaeidae
10.4 收获蚁 Messor 10.7 收获蚁 Messor 18.8
合计Sum 57.9 67.7 60.3 69.4 68.8
36年
Year
收获蚁 Messor 11.8 琵甲属犅犾犪狆狊 10.1 步甲科
Carabidae
11.3 步甲科
Carabidae
56.6 步甲科
Carabidae
25.7
铺道蚁
Terramorium
30.9 鳃金龟科
Melolonthidae
25.4 鳖甲属
犃狀犪狋狅犾犻犮犪
20.1 收获蚁 Messor 34.3
蜣螂属
犆狅狆狉犻狀犪犲
18.1 鳃金龟科
Melolonthidae
15.2
铺道蚁
Terramorium
13.7
合计Sum 42.7 53.7 60.3 56.6 60.0
003 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.2
2.2 不同类群数量特征
随着林龄的增加,5和8月最大类群密度呈现波
动增加趋势,最大值均出现在36年林地,最小值分别
出现在6和15年林地(表3)。6,7和9月呈现波动减
少趋势,6和7月最大值均出现在15年林地,最小值
均出现在24年林地;而9月最大值出现在6年林地,
最小值亦出现在24年林地。6年生林地的最大类群
密度以5和9月最高,8月最低;从15到24年林地逐
步转变为5月最高而其他月份相对较低的模式;而到
36年林地转变为5月最高,8月次之,而其他月份相对
较低的模式。
最小类群密度各个月份变化不大,而且均出现1
个个体。但随着林龄的增加,地面节肢动物平均类群
密度5,6,7和9月均呈现先减少后增加趋势,最大值
均出现在6年林地,最小值均出现在24年生林地。而
8月地面节肢动物平均类群密度随林龄呈现增加趋
势,最大值出现在24和36年生林地,最小值出现在6
和15年生林地。不同年龄林地地面节肢动物平均类
群密度均呈现出5月最高,其他月份相对较低的模式。
表3 不同类群数量特征的月动态
犜犪犫犾犲3 犕狅狀狋犺犾狔狇狌犪狀狋犻狋犻犲狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犪狌狀犪犾犵狉狅狌狆狊
只No./收集器 Trap
指标
Item
月份
Month
6年
Year
15年
Year
24年
Year
36年
Year
5 227 139 155 255
最大类群密度 6 67 98 42 55
Maximumdensity 7 67 83 34 41
8 44 62 63 198
9 225 62 38 60
5 1 1 1 1
最小类群密度 6 1 1 1 1
Minimumdensity 7 1 1 1 1
8 1 1 1 1
9 1 1 1 1
5 41 17 13 22
平均类群密度 6 13 12 7 9
Averagedensity 7 15 10 4 9
8 9 9 11 11
9 18 11 6 9
2.3 群落个体数和丰富度
随着林龄的增加,每月地面节肢动物群落个体数均呈现先降低后增加趋势(图1),最小值均出现在24年生
林地;而且除了8月外,其他4个月不同林龄间均存在显著差异性(犘<0.05)。5月最大值出现在6和36年生林
地,6和7月最大值均出现在6和15年生林地,8月最大值出现在36年生林地,而9月最大值则出现在6年生林
地。6年生林地地面节肢动物群落个体数表现为5月>9月>6月>7月>8月;随着林龄的增加,15年生林地地
面节肢动物个体数表现为5月>8月>6月>7月>9月,24年生林地变为5月>8月>9月>6月>7月,36年
生林地变为5月>8月>6月>7月>9月。
图1 群落个体数和丰富度分布
犉犻犵.1 犃犫狌狀犱犪狀犮犲犪狀犱狉犻犮犺狀犲狊狊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
 
  随着林龄的增加,每月地面节肢动物群落类群数亦均呈现先降低后增加趋势。24年生林地地面节肢动物类
群数均低于其他林地,而且前3个月(5-7月)均达到显著水平(犘<0.05)。其中5和9月最大值出现在36年生
林地,而6,7和8月最大值出现在15年生林地。6年生林地地面节肢动物群落类群数表现为5月>6月>8月
103第23卷第2期 草业学报2014年
>7月>9月,15年生林地表现为8月>5月>6月>7月>9月,24年林地表现为5月>9月>8月>6月>7
月,36年林地表现为5月>8月>7月>9月>6月。
3 讨论与结论
在本研究样地中调查的地面节肢动物群,其优势类群为甲虫类(步甲科、拟步甲科和鳃金龟科),反映了荒漠
草原干旱少雨的生境特征[19]。随着月份的改变,各种年限柠条林地地面节肢动物优势类群的种类和数量均发生
变化,并且同一月份不同年龄林地间地面节肢动物优势类群亦存在显著差异性,说明地面节肢动物有其自身的生
物学和生活史特性[5],随着环境条件的变化,地面节肢动物种类和数量发生了显著的改变。
从5月到6月,柠条林地开始出现腐食性类群,这与6月某些地面节肢动物完成生活史过程而大量死去有
关[16]。某些动物类群完成生活史过程后的残存尸体,为这些腐食性类群(如蜣螂)的出现提供了食源上的可
能[1617],实际调查过程中发现大量鳃金龟科残体亦可以说明这一点。7月在36年林地才开始出现捕食性优势类
群(步甲科),分析原因可能是在7月只有36年林地才能够为这种捕食性类群的出现提供适宜的生境条件[2021],
36年生林地地表草本植物丰富[14],吸引这些类群前来定居、存活与繁殖。从8月开始每个林地均出现捕食性类
群,说明8-9月地面草本植被密度增加和植食性类群的增多,能够为更多类群的捕食性类群出现提供充足的食
源,同时也说明草地生态系统食物网结构趋于复杂化,这将影响到柠条林地恢复草地生态系统的物质循环和能量
流动过程[22]。但这与前人在宁夏灵武生态恢复区人工柠条林中调查的步甲科在4月出现高峰期结果不一致[23]。
尽管本文在4月未进行调查取样,但研究中7-9月出现步甲科的高峰期,可能与柠条林年龄不同而造成的生态
系统结构存在差异性有关,同时也与研究样地基质环境存在密切关系。宁夏灵武生态恢复区人工柠条林属于荒
漠环境,而本研究样地属于荒漠草原生境。
不仅如此,地面节肢动物月动态亦受到柠条林龄的影响(表2),6年生林地5-9月地面节肢动物优势类群相
对密度呈现波动增加趋势,优势类群高峰期出现在9月,而在15年林地优势类群高峰期出现在6月和9月,24
年林地优势类群高峰期出现在6,8和9月,36年林地优势类群高峰期出现在6,7,8和9月。一方面说明柠条林
龄增加和柠条林发育可以导致地面节肢动物月动态模式发生明显改变[2425],这种月动态模式的改变可能会使其
更好地适应环境的变化[26],同时更说明了随着草地的恢复,地面节肢动物群落趋于稳定而受季节的影响逐渐降
低,在较稳定的柠条林地生境中地面节肢动物月动态分布趋于相似。在草地恢复过程中,地面节肢动物群落正是
通过不断调整各个类群在群落中的地位或作用使群落优势类群逐步发生改变,导致群落发生演替[2728]。
从不同林地地面节肢动物最大类群密度和平均类群密度的月动态变化中可以看出(表3),随着林龄的增加,
6年生林地的最大类群密度以5和9月最高,8月最低;从15到24年林地逐步转变为5月最高而其他月份相对
较低的模式;而到36年林地转变为5月最高,8月次之,而其他月份相对较低的模式。这一方面说明在类群水平
上,对于最大类群数量来说,人工种植柠条来恢复草地系统对8月的影响较大[26,29];另一方面说明,随着草地的
恢复地面节肢动物群落通过调整其最大类群大小的月动态变化模式来适应柠条林恢复草地的发展,如通过8月
增加最大类群个体数量,以适应草地恢复的影响[3032]。同时,从地面节肢动物群落个体数和丰富度月动态变化亦
可以看出(图1),草地恢复对于地面节肢动物群落的影响以8月影响最大,5-7月影响较小,亦证明了上述的分
析结果。至于柠条林地最大类群密度和平均类群密度的高峰值均出现在5月,说明5月是研究区柠条林地某些
地面节肢动物的活跃期,这与春季土壤温度逐渐升高有利于这些类群越冬后卵(幼虫)的快速孵化生长密切相
关[1617,19]。
综合分析表明,宁夏荒漠草原区人工柠条林地面节肢动物以反映该干旱生境的甲虫类为优势类群。随着林
龄增加和柠条林地的发育,在7月,36年林地开始出现捕食性优势类群,8-9月每个林地均出现捕食性类群,地
面节肢动物营养功能群既受到月份改变的季节变化的影响,亦受到柠条林龄的限制。从不同林地最大类群密度
和平均类群密度、群落丰富度和个体数的月动态来看,8月地面节肢动物数量特征受到林龄的影响较大。说明地
面节肢动物月动态变化受到柠条林龄的深刻影响,直接影响到草地生态系统的结构功能及其恢复过程。
203 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.2
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犕狅狀狋犺犾狔犮犺犪狀犵犲狊狅犳犵狉狅狌狀犱犪狉狋犺狉狅狆狅犱狊犻狀犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犆犪狉犪犵犪狀犪犻狀狋犲狉犿犲犱犻犪狆犾犪狀狋犪狋犻狅狀狊犻狀犱犲狊犲狉狋狊狋犲狆狆犲
LIURentao1,ZHUFan1,2
(1.MinistryofEducationKeyLaboratoryforRestorationandReconstructionofDegraded
EcosysteminNorthwesternChina,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China;
2.ColegeofAgriculture,NingxiaUniversity,Yinchuan750021,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Taking6,15,24,36yearoldartificial犆犪狉犪犵犪狀犪犻狀狋犲狉犿犲犱犻犪plantationsindesertsteppeasasub
ject,aninvestigationongroundarthropodsfrom MaytoSeptemberwascarriedoutusingpitfaltraps.The
monthlychangesofgroundarthropodarediscussed,togetherwiththeirrelationshiptothestandage.1)There
wereseventytwogroupscapturedandtheybelongedto62families,13ordersandfiveclasses.Inlightofthe
guilds,thereweresixfunctionalgroups:predator,phytophagous,saprophagous,coprophagous,omnivorous
andparasiticanimals.Carabidae,TenebrionidaeandMelolonthidaedominatedthegroundarthropodcommuni
tyandcomprised46.71%oftotalindividuals.2)From MaytoJune,suchdominantgroupsassaprophagous
animalswereasabundantasphytophagousandomnivorousandparasiticanimalsineachshrubland.InJulyin
36yearoldshrubland,predatoranimalsincreased,whilefromAugusttoSeptemberineachshrubland,they
werethedominantgroups.Withincreasingstandage,thefoodwebtendedtobecomemorecomplicatedin
groundarthropodcommunities.3)Thepeakofdominantgroupsin6yearoldshrublandwasinSeptember,in
15yearoldshrublanditwasinJuneandSeptember,in24yearoldshrublanditwasinJune,AugustandSep
tember,andin36yearoldshrublanditwasinJune,July,AugustandSeptember.Withincreasingstandage,
themonthlydistributionofdominantgroupstendedtobehomogeneousingroundarthropodcommunities.4)
Themaximumdensityin6yearoldshrublandwasinMayandSeptember,andtheminimumwasinAugust;
From15to24yearoldshrubland,themaximumdensitywasinMaywithrelativelylownumberofindividuals
intheothermonths;In36yearoldshrubland,AugustfolowedMayinmaximumdensity.Standageeffects
weremaximuminAugustbutminimuminMay,JuneandJuly.5)Itissuggestedthatmonthlychangesof
groundarthropodswerestronglyaffectedbystandage,whichhaddirectinfluencesonthestructureandfunc
tionofgrasslandecosystemsandrelatedrecoveryprocesses.
犓犲狔狑狅狉犱狊:desertsteppe;artificialplantation;groundarthropod;monthlychange;plantationage
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