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澎溪河消落带大型土壤动物群落分布格局及其影响因素
马骅, 李常青, 余品锋, 陈杰, 贺天耀, 王可洪
生物多样性    2024, 32 (7): 24117-.   DOI: 10.17520/biods.2024117
摘要   (498 HTML26 PDF(pc) (1686KB)(506)  

消落带是水体与陆地之间的过渡区域, 生态过程独特, 生物多样性较高, 对环境变化非常敏感。土壤动物是消落带生态系统的重要组成部分, 发挥着重要的生态功能。研究消落带土壤动物多样性对充分评估大型水利水电工程对生态环境的影响至关重要。本文通过对澎溪河消落带8个地点和4个高程大型土壤动物群落及其环境要素的野外调查, 结合冗余分析(redundancy analysis, RDA)探讨其关键影响因素, 运用扩散生态位连续体指数(dispersal-niche continuum indexes, DNCI)探讨扩散过程和生态位分化在土壤动物群落多样性维持中的相对重要性。结果表明, 澎溪河消落带大型土壤动物共有16目77科57,072只, 以马陆、鼠妇等腐食性类群和蜘蛛、步甲等捕食性类群为主。土壤动物多度和丰度沿河流流向和高程都呈现出先增加后降低的趋势, 多样性指数和优势度指数趋势相反。捕食者相对多度随高程增加而降低, 腐食者变化趋势与此相反。消落带大型土壤动物群落在垂向尺度上表现出明显的空间分布格局, 采样地点对群落结构和功能组成无显著影响。水文情势和土壤理化性质的总解释量分别为31.53%和14.36%, 共同效应分别为15.43%和14.05%, 单独效应分别为16.10%和0.31%。消落带生境(150-170 m)中物种扩散过程的重要性显著高于生态位分化, 陆地生境(180 m)中二者无显著差异。水文情势是消落带土壤动物群落组成、结构及其空间格局的关键影响因素。消落带与陆地之间生物迁移扩散是消落带土壤动物群落多样性维持的主要途径。研究结果可为消落带生物多样性的保护和恢复提供重要的科学依据。



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图5 消落带大型土壤动物群落的组内(a)和组间(b)的扩散-生态位连续体指数(DNCI)
正文中引用本图/表的段落
组内DNCI分析结果表明, 物种扩散过程控制消落带生境中大型土壤动物群落的组建过程, 陆地生境中物种扩散过程和生态位分化过程的相对重要性无显著差异(图5a)。组间DNCI分析结果表明, 150 m、180 m高程之间物种扩散过程的影响程度最大, 160 m、170 m高程之间其次; 160 m、170 m高程与180 m高程之间最小(图5b)。
本研究中, 物种迁移过程是消落带大型土壤动物群落组建的主要过程(图5a, 附录4), 也是群落维持的主要机制。DNCI分析结果表明(图5b), 消落带和高地生境间具有较强的物种扩散强度。由上可知, 高地生境与消落带生境间存在频繁的物种扩散现象(Malmqvist, 2002), 这导致了消落带大型土壤动物群落独特分布格局的形成。在三峡水库剧烈的水位变化影响下, 消落带与陆地生境之间的联系更加紧密, 这为大型土壤动物的物种扩散提供了较好的生境连通条件(黄振宇和潘保柱, 2020)。狼蛛、步甲在洪水来临时可以向高处迁移, 其种群数量不会急剧下降(Lambeets et al, 2008)。在高地生境, 生态位分化过程与物种迁移过程发挥了几乎相同的作用(图5a), 其原因可能是高地生境之间的空间距离大, 活动能力较强的土壤动物(如狼蛛、步甲)的迁移作用受到限制, 活动能力较弱的土壤动物的迁移作用则并未受到影响。同时, 消落带生境的高异质性为物种共存提供了充足的生态位和良好的生境条件, 这进一步加强了生态位分化过程在高地大型土壤动物群落组建过程中的重要性。综上, 因水位变化影响, 消落带大型土壤动物群落间普遍存在较强的迁移扩散作用, 大型土壤动物在涨水时向高地迁移避洪, 退水时向低处重新定殖繁衍, 这导致了土壤动物在消落带生境中的独特分布格局。
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