我国土壤动物生态地理研究进展

通过回顾我国近30年来土壤动物生态地理研究的进展,概述了我国土壤动物群落多样性及生态地理分布。包括我国从热带、亚热带到温带,从森林、草地、沙漠到湿地、农田乃至城市等诸多生态系统。总结了土壤动物群落对环境的响应及其指示意义研究的相关进展,从土壤动物对环境的营造、净化及其在生态系统凋落物分解和物质循环中的作用三个方面论述了土壤动物的功能,最后介绍了土壤动物与其他生物的互作、地上地下的生态学联系、全球变化对土壤动物群落的影响等热点领域的研究现状,并提出了未来土壤动物生态地理研究的热点问题。包括分子生物技术在土壤动物分类研究中的应用;土壤动物群落多样性的功能和机理;地上与地下生态系统的交互作用;干扰、污染、生物入侵和全球变化对土壤动物群落和功能的影响等。     

黑河流域荒漠生态系统地面土壤动物群落的组成与多样性

以中国西北内陆干旱区黑河流域典型的戈壁荒漠生态系统为研究对象,采用国际通用的陷阱法在6月和9月对天然戈壁荒漠草地土壤动物群落进行了调查,探讨了荒漠生态系统土壤动物群落组成与多样性及其季节变异特征。研究发现:①共捕获地面土壤动物3 407头（只）,隶属1门2纲14目31科,优势类群是长椿科和蚁科,常见类群有拟步甲科、象甲科、平腹蛛科、皿网蛛科、赤螨科、长角跳科和蝗总科。②依据体型大小将捕获的土壤动物划分为大、中、小型3个类群,分别占群落总个体数的94.1%、5.6%和0.3%;依据取食类型将捕获的土壤动物划分为捕食性、植食性、腐食性、菌食性和杂食性5个功能群,分别占群落总个体数的10.8%、38.5%、18.2%、4.7%和27.8%。③土壤动物群落组成、数量及多样性表现了明显的季节变异,主要体现在群落结构与多样性以及不同类群个体数量的季节变异等方面。研究结果为进一步开展戈壁荒漠生态系统土壤动物生态学的研究奠定了基础。     

干旱、半干旱区几种典型生境大型土壤动物群落多样性比较研究

对中国北方干旱、半干旱地区3种大型土壤动物群落的组成、多样性和相似性进行了比较研究。调查共得123类大型土壤动物,优势类群为蚁科成虫和鳃金龟科幼虫。其中,有15个广布类群,31个中布类群,而狭布群在沙地生态系统和草原生态系统分布较多,荒漠生态系统分布较少。3 个大型土壤动物群落在类群数、个体数优势类群组成和相似性等方面,沙地生态系统和草原生态系统是较为接近的,且它们的群落类群多样性明显高荒漠生态系统。在对研究区大型土壤动物群落多样性的测度中,含有样方大小的物种丰富度指数(d_GL)、密度群指数(DG)、群落复杂性指数(C_j)能较好地反映实际情况。     

准噶尔盆地东南缘绿洲荒漠交错带土壤动物群落特征

为理解准噶尔盆地东南缘绿洲-荒漠交错带土壤动物群落特征,采用国际通用采样方法在2010年4月、7月、9月及11月中旬对该交错带不同生境土壤动物群落进行了调查研究,比较分析了该区土壤动物群落组成、多样性及其季节动态特征。结果表明:①共采集到大、中小型土壤动物9 788只,隶属于4门12纲32目,其中甲螨目、弹尾目、中气门目和前气门目为优势类群,常见类群有垫刃目、鞘翅目幼虫、膜翅目、无气门目、缨翅目和双翅目幼虫,优势类群和常见类群占群落总个体数的96.27%,其他22类群均属于稀有类群,只占总捕获量的3.73%。②在不同生境土壤动物群落组成、个体数量及多样性都表现出了明显的时空变异（P<0.05）,其类群数高低顺序为自然林＞防护林＞牧草地＞灌木林＞耕地＞菜瓜地＞荒草原＞荒漠,而个体数量顺序为菜瓜地＞耕地＞牧草地＞防护林＞自然林＞荒草原＞灌木林＞荒漠。③不同生境土壤动物的垂直分布具有明显的表聚特征,即从地表向下,随着土壤深度的增加土壤动物个体数量逐渐减少。④在不同生境土壤动物个体数量表现出了明显季节变化,其高低顺序为冬季＞秋季＞春季＞夏季。研究结果为进一步开展干旱区绿洲-荒漠生态系统土壤动物生态学的研究奠定了基础。     

近20a来巢湖流域生态服务价值空间分异机制的地理探测

生态系统服务功能是生态系统和生态过程形成和维持的自然环境条件及作用。基于1995—2017年遥感分类数据,对研究区按3 km×3 km幅度网格化2019个样方,利用空间统计和缓冲区等方法进行巢湖流域生态服务价值时空演变特征分析,应用地理探测器工具揭示生态服务价值空间分异的主导因子及因子交互作用机制,并提出生态服务价值空间优化策略。结果表明：① 巢湖流域生态服务价值量由1995年的303.17亿元分别下降为2005年300.95亿元和2017年287.70亿元,近20a来减少约5.11%,年均下降率0.23%,其中合肥市区、巢湖南部和东部地区降速明显;② 生态服务价值等级空间转移分析表明,巢湖流域低级别生态服务价值区域在扩展,中等及高级别区域在缩小。以巢湖为核心的缓冲区分析表明,20a来缓冲区核心环带内生态服务价值量下降18.55%,巢湖流域水环境保护核心区的生态系统功能变化值得关注;③ 地理探测分析表明,人为影响综合指数是生态服务价值空间分异的主导因子;地形、气象因素是重要影响因子;人为影响指数因子、自然因子及社会经济因子的交互协同增强效应共同影响了流域生态服务价值在空间上的分异效果。研究结果在一定程度上可为巢湖流域生态系统调控与优化提供理论依据。     

气候干旱对贵州喀斯特高原山区土壤动物群落的影响——以石桥小流域为例

为了解气候干旱对土壤动物群落的影响,2009年1月和2010年1月分别对贵州喀斯特高原地区的石桥小流域不同等级石漠化样地的土壤动物群落进行了调查.结果表明,两期土壤动物的优势类群是蜱螨目和弹尾目,常见类群和稀有类群变化较大,与2009年1月相比,2010年1月土壤个体数和类群数都减少.两期土壤动物的个体数与气温呈极显著的负相关关系,与降雨量呈极显著的正相关关系,与土壤温度呈显著的负相关关系;土壤动物的多样性指数与含水量呈显著的负相关关系,均匀度指数与含水量呈极显著的正相关关系.土壤动物的个体数与含水量2009年1月呈显著的正相关关系,2010年1月呈极显著的正相关关系.经过两期土壤动物群落的对比分析,认为影响石桥小流域土壤动物群落的主要因素是长时间的气候干旱.     

小兴安岭森林生态系统中小型土壤动物生态地理分布特征

对小兴安岭森林生态系统10个生境中小型土壤动物的数量和类群组成、多样性、生态地理分布及群落排序进行研究.从水平分布看,中小型土壤动物个体数最多的是人工云冷杉林,类群数最多的是赤杨林,个体数和类群数最少的均为林间草甸.中小型土壤动物在土壤中的垂直分布具有明显的表聚性,但各生境的变化情况略有不同.10个生境多样性指数和丰富度指数在人工林和相应的天然林内的变化趋势相反.而均匀度指数和优势度指数差异不大.排序结果显示云冷杉红松林、云冷杉林、赤杨林和林间草甸与其它生境差异较大.     

长白山地不同次生林土壤动物群落多样性特征及其分布格局

为探讨长白山地不同地貌类型次生林土壤动物群落多样性特征及其分布格局,分别于2015年春季(5月)、夏季(7月)及秋季(9月)对长白山地三种不同地貌类型(玄武岩台地、花岗岩低山和花岗岩丘陵)的次生林土壤动物进行调查研究。研究表明:大型土壤动物类群数季节变化不显著,中小型土壤动物密度季节波动较大。其中,花岗岩低山次生林大型土壤动物密度和类群数均为最低,玄武岩台地次生林中小型土壤动物密度和类群数要显著高于其他两个生境。通过比较三种生境土壤动物多样性指数发现,大型土壤动物多样性指数随着季节变化表现出相同的动态趋势,均无显著性差异,而中小型土壤动物多样性指数季节波动呈显著升高或降低趋势,且同一季节玄武岩台地次生林的中小型土壤动物多样性指数要显著高于其他两个生境。对三种地貌类型次生林的土壤动物群落与环境因子间相关关系进行了RDA分析,结果表明土壤动物对土壤有机质、全效养分(N、P)和速效养分(N、P、K)响应程度较高,其中中小型土壤动物优势类群甲螨亚目分布对土壤温度、湿度呈显著正向响应。研究可为次生林的管理及生态恢复提供土壤动物学依据。     

流动沙地灌丛内外生境中土壤动物群落结构研究

以中国科学院奈曼沙漠化研究站为依托,调查了小叶锦鸡儿灌丛内外生境中土壤动物群落特征及土壤理化特性,分析了灌丛内外生境中土壤动物群落结构的差异性,并探讨了土壤动物对灌丛覆盖流沙地表产生小生境的响应特征。结果发现,共捕获土壤动物30科,优势类群有大赤螨科、等节跳科和虱啮科,常见类群有球角跳科,中型土壤动物占绝对优势。土壤动物密度、类群数和多样性指数灌丛内显著高于灌丛外（p<0.05）;土壤动物群落均匀度和优势度变化趋势相反,但灌丛内外无显著差异性（p>0.05）。调查季节（夏季）灌丛内外小生境的土壤温度、酸碱度及有机碳含量差异是主要影响因素。流动沙地灌丛下生境中土壤动物分布表现出了明显的聚集现象,土壤动物多样性显著增加,表明小叶锦鸡儿灌丛覆盖流动沙地后能够显著改变土壤动物生存的微生境,从而导致土壤动物群落结构发生了深刻变化。而且,由于对灌丛内外微生境的选择性和适应性差异,动物类群产生了不同的响应模式。     

三江平原乌拉苔草-毛苔草湿地土壤动物多样性及其枯落物分解功能

土壤动物是陆地生态系统结构的重要组成部分,对营养物质循环具有重要的作用。湿地土壤动物群落多样性及其功能研究,可为深入湿地生态系统结构研究和湿地恢复评价等管理提供基础资料。采用野外采样和不同网孔分解袋分解实验,研究了生长季三江平原典型乌拉苔草（Carex meyeriana）—毛苔草（C.lasiocarpa）湿地土壤动物的多样性和分解功能。结果表明,岛状林土壤动物隶属5门11纲24目,优势类群有柄眼目、真螨目、鞘翅目成虫和线虫,常见类群14类;优势类群和常见类群都具有明显的季节动态变化。多样性分析表明,土壤动物个体密度（ID）表现为ID5月〉ID10月〉ID8月〉ID7月〉ID6月;土壤动物类群数（GN）表现为GN8月=GN5月〉GN10月〉GN7月〉GN6月;土壤动物的多样性指数为2．54,丰富度指数为3．70,均匀度为0．80,优势度指数为0．12。夏季土壤无脊椎动物多样性和均匀度较高,而在春季、秋季,土壤无脊椎动物多样性相对较低。土壤动物对湿地乌拉苔草分解具有明显的作用,整个实验过程土壤动物对乌拉苔草分解的贡献率为26．68％～39．45％,其中大型土壤动物分解贡献率始终最大,分解贡献率为14．67％～27．79％;中型土壤动物的分解作用力最小,小型土壤动物作用力波动较大。土壤动物这种分解作用力具有明显的季节差异;而且起主要作用的土壤动物类型也随季节的不同而发生变化。     

南北盘江森林生态系统水源涵养功能评价

森林生态系统水源涵养功能是植被层、枯枝落叶层和土壤层对降雨进行再分配的复杂过程。运用综合蓄水能力法,基于森林资源二类调查数据,估算了贵州省南北盘江流域不同类型森林生态系统的林冠层截留降水量、枯落物持水量和土壤蓄水量,分析了流域尺度森林生态系统的水源涵养能力及其时空变化。结果表明：① 南北盘江流域森林涵养水源总量约6.13×10⁸m³,单位面积水源涵养量629.85 t/hm²,森林水源涵养能力空间分布呈现东高西低的趋势;② 不同类型森林来说,阔叶林和灌木林对区域水源涵养总量的贡献率最大,而混交林的单位面积水源涵养量最高;③ 不同林龄比较,幼龄林对区域水源涵养贡献率最高,达45.95%,但其单位面积水源涵养能力最差,过熟林的单位面积水源涵养能力最高;④ 就坡位而言,平地和中坡森林对区域水源涵养总量的贡献率最大,山谷森林单位面积水源涵养能力最高,山脊森林单位面积涵养水源能力最低;⑤ 近35 a来,随着生态工程的实施,森林生态系统水源涵养总能力以1 447.89×10⁴m³/a速度持续提升,单位面积水源涵养量以每年5.33 t/hm²的速度稳步提高。     

汾河上游土地利用变化对生态经济协调发展的影响

汾河上游流域是黄土高原生态脆弱区独立的流域单元,是山西省太原市惟一的供水之源,也是重要水源涵养区,其土地利用方式直接影响着流域乃至山西省的生态安全。参照Costanza生态系统服务价值计算方法及生态经济协调度模式,定量分析汾河上游1990-2008年土地利用变化引起的生态系统服务价值和生态经济协调度的变化趋势。结果表明,近20 a间,汾河上游流域生态系统服务价值呈现出先减少后增加的趋势;其中林地面积的增加对生态系统服务价值贡献较大,但水域面积的减少带来生态服务功能价值减少,生态环境存在潜在危机;总体上,流域内生态经济协调度有所改善,但仍处于低协调度的边缘,尤其是流域范围内的宁武县、岚县和静乐县。     

川中丘陵区土地利用变化的生态环境效应——以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站集水区为例

通过长期的观测数据分析与土地利用现状的对比 ,研究四川盆地中部丘陵盐亭紫色土农业生态试验站集水区的土地利用变化及其环境效应。结果表明 ,截流村土地利用自 6 0年代以来发生了巨大变化 ,其中有林地增长约 30 % ,有林地分布在丘陵坡顶、陡坎和地边 ,与农田形成镶嵌格局 ,由此构成的农林复合系统有较好的水土保持能力 ,缓减了农村燃料、饲料、材料和肥料的不足 ,具有良好的生态、社会和经济效应 ,初步实现了生态系统的良性循环。     

太行山淇河流域2000-2015年土壤侵蚀和水源供给变化研究

山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化对评估区域生态环境质量有重要意义。基于2000-2015年四期土地利用数据,借助InVEST模型对淇河流域近16年间山地生态系统的土壤侵蚀和水源供给变化进行评估。结果表明：① 研究区主要土地利用类型为耕地、草地和林地,共占流域总面积的90%以上。近16年间淇河流域的耕地面积显著减少,草地和水域面积大幅增加,建设用地扩张明显。② 平均土壤侵蚀模数显著降低,2000年土壤侵蚀模数为154.27 t/（hm²·a）,2015年减少到32.09 t/（hm²·a）;强度侵蚀、极强侵蚀和剧烈侵蚀由9.03%、12.19%和25.96%分别减少到7.17%、6.36%和4.21%,微度侵蚀、轻度侵蚀和中度侵蚀由24.31%、16.96%和11.57%增加到41.89%、27.71%和12.68%;退耕还林、还草措施优化了土地利用格局,促进植被恢复,对治理土壤侵蚀起到了显著效果。③ 水源供给量整体呈现先增加后减少的趋势,2005年达到峰值（1.79亿m³）。相邻两期水源供给量增减变化不一,2000-2005年水源供给量增加的面积大于减少的面积,其水源供给的量值也呈增加趋势,水源供给能力整体增强;而2005-2010年、2010-2015年的水源供给能力随之减弱,其中,2010-2015年水源供给减少的较小;林地和草地面积的增加造成水源供给量降低,土壤水源涵养能力增强。土壤侵蚀和水源供给是山地生态脆弱性响应的重要指标,制定合理的水土保持措施对增强山区生态系统的服务能力具有重要意义。     

低山丘陵半干旱区小流域综合治理初报

低山丘陵半干旱区气候干旱、土地贫瘠、水土流失严重，加上人类活动的长期负面影响，使得该地区生态环境不断恶化，而以小流域为单元的综合治理是改善本地区生态环境、促进农业和农村经济持续发展的有效途径，该文结合低山丘陵半干旱区的自然和社会经济条件，论述了进行小流域综合治理的重要性，并总结了该地区治理的具体措施和取得的经济、生态和社会效益，可以为同类地区生态环境建设提供参考。     

流域市场化生态补偿研究进展与展望

在辨识流域市场化生态补偿概念内涵特征的基础上,归纳剖析国内外流域典型市场化生态补偿类型与模式,从生态补偿主客体、补偿标准、制度设计、效益评估等4个方面分析了流域市场化生态补偿研究的进展,对流域市场化生态补偿未来重点研究方向进行了展望,提出未来研究需在流域生态环境监测与客体定量表征、生态系统服务全链条价值估算、多目标协同的制度设计以及生态补偿绩效综合评价等方面进一步深化,从而为流域生态产品价值化实现提供科学支撑。     

国家重点生态功能区生态系统服务时空格局及其变化特征

基于遥感数据及地理信息系统平台,利用生态模型,定量分析中国国家重点生态功能区在实施转移支付前（2000~2010年）、后（2010~2015年）生态系统宏观格局及关键生态系统服务的时空分布格局及其变化特征。研究结果表明：在气候变化与转移支付政策的共同影响下,中国国家重点生态功能区生态系统宏观结构总体好转,荒漠化得到有效控制,水体与湿地得到有效恢复,但森林及草地生态系统发生退化,农田与聚落生态系统面积进一步扩大;水土流失及土壤风蚀得到有效遏制,水源涵养及土壤保持服务得到大幅提升,但防风固沙服务整体有所下降,同时人类活动对生物多样性维护功能的威胁程度基本持衡。     

中国新疆玛纳斯河流域水土资源开发与人工绿洲生态系统的建设

本文分析了新疆天山北坡玛纳斯河流域治理沙漠、防治沙漠化的开发过程。总结了该地区根根流域生态系统特点,充分发挥流域内水土资源潜力,以水资源限度及其利用水平作好流域规划。并从建设完整的水资源系统、联合运用地表和地下水、掌握灌溉技术三方面充分发挥水资源的生态效益出发,同时注重建设沙漠地区绿洲防护体系,改良土壤提高土地生产力和调整农林牧结构的经验。因而,石河子垦区已建立成为一个典型的人工灌溉绿洲生态系统。     

多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的比较分析——以陕北黄土丘陵沟壑区为例

土壤侵蚀是制约黄土高原可持续发展的瓶颈因素,为分析不同面积流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的变化趋势,本文基于土壤侵蚀评价指数,发展了降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的表征方法,探讨了多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀的影响。结果表明：① 2006-2012年,研究区降雨侵蚀力因子R总体上呈现上升的趋势,植被覆盖与管理因子C呈现下降趋势;② 随流域面积的增加,研究区内降雨格局对土壤侵蚀的影响逐渐降低,而土地利用格局对土壤侵蚀的影响变大;③ 在流域面积较小时,降雨格局对土壤侵蚀的影响要大于土地利用格局对土壤侵蚀的影响,而在流域面积较大时,土地利用格局对土壤侵蚀的影响大于降雨格局对土壤侵蚀的影响;④ 随着流域面积的增加,研究区的林地比例有所下降,陡坡植被覆盖类型趋于单一,这是在流域面积增大时土地利用格局对土壤侵蚀影响增加的主要原因。同时,流域面积较小时,降雨对土壤侵蚀的影响较大,但随着流域面积的增加,松软的土壤性质和沟壑纵横的地形增大了发生重力侵蚀的可能性,土壤和地形对土壤侵蚀的影响增大。     

西南喀斯特地区土壤侵蚀研究综述

中国西南喀斯特地区的土壤侵蚀问题倍受关注。本文针对喀斯特地区的土壤侵蚀研究现 状, 从喀斯特地区土壤侵蚀的格局研究、机理研究和生态恢复研究三个方面, 综合论述了近几十 年来有关喀斯特地区土壤侵蚀研究成果和进展。对喀斯特地区土壤侵蚀的区划、分类和分级研究 进行归纳, 将机理研究从自然因素和自然过程、人文因素和人文过程两个角度进行总结, 阐述了 喀斯特地区受损土地的生态恢复与重建研究, 指出目前研究中所存在的问题, 以及今后的主要研 究方向。