橡树林间酸性土壤中的微管虫(Enchytraeidae、Hrabeillidae):恢复间伐制度后,土壤湿度及微管虫密度均有所提高
《Applied Soil Ecology》:Microannelids (Enchytraeidae, Hrabeillidae) in acidic soils of oak coppices: restoration of coppicing increased soil moisture and microannelid density
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时间:2025年11月07日
来源:Applied Soil Ecology 5
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土壤微环节虫群落的恢复效应及驱动因素研究。在捷克两个研究区域对10片长期荒芜的林地进行冠层砍伐恢复,比较了恢复林地与荒芜对照组的土壤微环节虫密度和物种组成。结果表明恢复林地土壤温度和湿度显著高于对照组,微环节虫平均密度达38543±6520 ind·m?2(对照组22894±4567),物种丰富度提高,且土壤有机碳、pH和湿度是主要驱动因素。研究揭示了传统林冠砍伐管理对土壤动物群落的重要影响,为生物多样性保护提供了理论依据。
这项研究探讨了 coppicing( coppicing 是一种传统的森林管理方法,通常涉及砍伐树木并促进其再生)对土壤中微环节动物群落的影响。微环节动物是一类小型的土壤动物,主要由环毛蚓科(Enchytraeidae)和其他一些相关的无脊椎动物组成。它们在生态系统中扮演着重要的角色,如分解有机物、改善土壤结构和促进土壤微生物的循环。然而,尽管 coppicing 对植物和昆虫等生物群落的影响已有一定研究,但其对土壤微环节动物的影响却很少被关注。这项研究的目的是评估 coppicing 的恢复对微环节动物的密度、物种组成和生物量的影响,以及环境因素如何驱动这些变化。
研究区域位于捷克共和国的 Podyjí 国家公园附近,具体是在 Hnanice 和 Popice 两个村庄的周围。这两个地区原本是被忽视的橡木 coppices,自 20 世纪 50 年代以来几乎没有进行管理。为了恢复 coppicing,研究者在 2016 至 2021 年期间,每年对一个 coppice 站点进行清理,但保留了一些树木作为“栖息树”。这些清理操作旨在恢复传统的 coppicing 管理方式,以支持开放森林生态系统的物种多样性。
为了评估 coppicing 的影响,研究者在每个恢复的 coppice 站点和相邻的未管理 coppice 站点各收集了三个土壤核心样本,并在春季和秋季分别进行采样。研究发现,恢复的 coppice 站点的土壤温度和湿度明显高于未管理的对照站点。这表明 coppicing 的恢复可能改变了土壤的物理特性,从而影响了微环节动物的生存条件。研究者还发现,微环节动物的平均密度在恢复的 coppice 站点为 38,543 ± 6520 个/平方米,而在对照站点为 22,894 ± 4567 个/平方米,且两组之间的差异具有统计学意义。此外,恢复的 coppice 站点的生物量也较高,为 3.56 ± 0.81 克/平方米,而对照站点为 2.12 ± 0.66 克/平方米。这些结果表明,恢复的 coppicing 对微环节动物的密度和生物量有积极影响。
进一步分析显示,土壤温度和砂质比例是与微环节动物丰度正相关的两个变量。研究者还通过部分 db-RDA(距离基于冗余分析)评估了土壤化学变量和温度对整个群落的影响。结果表明,土壤有机碳含量、pH 值和土壤湿度是重要的预测因子。这些变量在不同的土壤类型和气候条件下可能对微环节动物的分布和丰度产生显著影响。
在物种组成方面,研究发现恢复的 coppice 站点的微环节动物群落与未管理的对照站点存在显著差异。然而,这种差异的解释并不完全明确。研究者认为,土壤温度和湿度的变化可能是导致微环节动物丰度增加的主要因素。此外,土壤有机碳含量和 pH 值对物种组成也有显著影响。例如,酸性土壤中的微环节动物可能表现出更高的相对丰度,而某些物种则可能对 pH 值不敏感。
研究还发现,恢复的 coppice 站点中,某些物种如 Fridericia brunensis 在群落中占据主导地位。这种物种似乎对酸性环境具有一定的耐受性,并且更适应干燥的条件,这与它的同源种有所不同。研究者还提到,其他一些微环节动物,如 Hrabeiella periglandulata 和 Buchholzia appendiculata,可能在不同的土壤条件下表现出不同的分布模式。
研究的结果表明,恢复的 coppicing 对土壤微环节动物群落有积极影响,但这种影响可能受到多种环境因素的调控。例如,土壤温度和湿度的变化可能促进了某些物种的生长和繁殖,而土壤有机碳含量和 pH 值则可能影响整个群落的结构和多样性。研究者还指出,尽管某些研究显示 coppicing 可能导致微环节动物丰度的暂时下降,但总体来看,恢复的 coppicing 似乎对微环节动物有利,特别是在长期管理缺失的森林中。
此外,研究还提到,微环节动物在土壤中的分布模式可能受到季节变化的影响。例如,春季的微环节动物密度通常高于秋季,这可能与降水和温度的变化有关。研究者还发现,某些微环节动物可能在不同的土壤层中表现出不同的分布特征,尤其是在 0–3 厘米的土壤层中,微环节动物的密度最高。这表明,微环节动物主要集中在土壤表层,这可能与它们的生存需求和活动模式有关。
研究者还讨论了微环节动物在生态系统中的生态角色。由于它们在分解和土壤结构改善方面的作用,微环节动物的丰度和分布可能对土壤健康和生态系统功能产生重要影响。然而,目前对这些影响的研究仍较为有限,尤其是在不同森林类型和管理方式下的比较研究。
总的来说,这项研究提供了关于 coppicing 恢复对土壤微环节动物群落影响的初步证据。研究者认为,恢复的 coppicing 可能通过改变土壤环境,如提高温度和湿度,促进微环节动物的生长和繁殖。同时,土壤有机碳含量和 pH 值也是影响微环节动物群落的重要因素。这些发现对于理解 coppicing 在生态系统中的作用,以及如何通过恢复这种传统管理方式来改善土壤生物多样性具有重要意义。
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