| 题名 | 土壤动物对紫色土土壤质量变化的响应 |
| 作者 | 朱新玉 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 朱波 |
| 关键词 | 土壤质量 指示者 土壤动物 农田 施肥方式 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 土壤是覆盖在地球表面的疏松层，它不仅是生物赖以生存的基地，而且是生物圈能量转化和物质循环的重要环节，土壤质量状况直接关系到土壤生产力的高低。土壤质量是土壤物理、化学与生物学性质的综合体现，近些年对于土壤质量因子的研究主要集中在土壤质量的物理、化学等指标，而土壤质量的生物属性及其表征一直都是薄弱环节。土壤动物在土壤生态系统中具有重要作用，参与土壤有机质的分解与矿化，并通过自身的运动和摄食行为，促进土壤腐殖质和团粒的形成，改善土壤质量，有助于改善土壤质量。川中紫色土地区是我国重要的商品粮生产基地之一，也是我国西南地区代表性的传统农业区域；而紫色土土壤质量状况是西南区域经济发展和粮食安全的重要保障。因此，开展紫色土土壤动物研究，探明紫色土土壤动物群落资源现状，在此基础上找出对土壤质量变化有指示作用的土壤动物类群，为紫色土土壤质量保育、土壤健康维持和高效施肥以及将土壤动物指标纳入土壤质量评价体系提供科学依据。依托四川盐亭农田生态系统国家野外科学观测研究站(31◎16′N，105◎27′E)，通过田间定位观测，研究紫色土旱坡地(小麦-玉米轮作)、菜园地和林地生态系统土壤动物群落现状、结构特征及施肥对土壤动物类群的影响；在分析土壤动物与土壤质量关系的基础上，运用多元线性回归、因子分析、典型相关分析等统计学方法，探讨土壤动物指标对土壤质量或肥力的指示意义，初步确定了对土壤质量或肥力变化响应敏感的土壤动物类群，评价了土壤动物对土壤质量的生物指示意义。主要结论如下：(1)对紫色土三种主要土地利用方式进行调查，共获得土壤动物28184只，隶属7门18纲28目69类，土壤动物组成较为丰富；总体来看，三种土地利用方式土壤动物群落的优势类群均为线虫动物门，常见类群基本上为线蚓科、大蚓类、蚁科、等节跳科和蛛形纲的甲螨亚目、中气门亚目和前气门亚目等；但稀有类群和极稀有类群的一致性较差。土地利用方式对土壤动物群落组成和结构有明显的影响，旱地和林地的优势现象明显，常见类群少，稀有类群多；在菜园地生态系统中，优势现象较旱地、林地低，稀有类群少于林地和旱地土壤动物；因此，菜园地土壤动物群落分布均匀，系统比较稳定。(2)土壤动物优势类群和常见类群对调查区的土壤环境具有很强的适应能力，但长期施肥下土壤动物群落已有了明显的分异，常见类群、稀有类群和极稀有类群存在很大差异；但在不同施肥方式土壤动物群落之间又有一定的相似性，经相似性指数计算，有机物料投入的处理，如OM、OMNPK、RSDNPK等，其土壤动物群落之间最为相似。方差分析表明，不同方式长期施肥对农田土壤动物群落类群数和种群密度有极显著的影响；经多重比较，CK无肥小区土壤动物数量与OM、OMNPK、RSD和 RSDNPK之间存在极显著差异，RSDNPK施肥方式与OM、OMNPK之间存在极为显著的差异：主成分分析表明，施肥方式对土壤动物类群的影响不均衡，分别对土壤动物群落的个体数量、线虫动物门个体数量、大蚓类个体数量、甲螨亚日个体数量、DG指数及土壤动物群落类群数的影响显著。(3)有机物料施用或有机-无机配施对土壤质量有明显的改善，提高了土壤有机质含量、土壤微生物生物碳氮量以及土壤酶活性。土壤质量因子的综合评价筛选结果表明：土壤有机质、土壤微生物生物量碳、土壤总氮、土壤碳氮比、酸性磷酸酶、蔗糖酶、土壤容重、土壤有效磷、速效钾等9个指标对施肥方式响应敏感，并相互之间存在较高的相关关系，由它们组成的"土壤有机质综合因子"、"土壤酶活性因子"、"土壤容重因子"、"速效磷钾因子"可以反映调查区土壤质量的差异。(4)多元回归分析、典型相关分析等均表明土壤动物与土壤质量关系密切，表现出对土壤质量的指示潜力。土壤线虫数量、蚯蚓数量、甲螨亚目数量、土壤动物类群数以及土壤动物群落DG指数对土壤质量变化的响应较敏感，可作为指示指标；通过冗余分析，土壤动物主要类群因子能够被土壤质量因子较好的预测，解释比例达到65.1％，而土壤质量因子被土壤动物主要类群因子解释的比例稍低，为58.5％；但还有变异未得到解释，因此，用土壤动物指示土壤质量尚存在一定的偏差，土壤动物的生物指示潜力还需要更多的研究加以验证。 |
| 英文摘要 | 土壤是覆盖在地球表面的疏松层，它不仅是生物赖以生存的基地，而且是生物圈能量转化和物质循环的重要环节，土壤质量状况直接关系到土壤生产力的高低。土壤质量是土壤物理、化学与生物学性质的综合体现，近些年对于土壤质量因子的研究主要集中在土壤质量的物理、化学等指标，而土壤质量的生物属性及其表征一直都是薄弱环节。土壤动物在土壤生态系统中具有重要作用，参与土壤有机质的分解与矿化，并通过自身的运动和摄食行为，促进土壤腐殖质和团粒的形成，改善土壤质量，有助于改善土壤质量。川中紫色土地区是我国重要的商品粮生产基地之一，也是我国西南地区代表性的传统农业区域；而紫色土土壤质量状况是西南区域经济发展和粮食安全的重要保障。因此，开展紫色土土壤动物研究，探明紫色土土壤动物群落资源现状，在此基础上找出对土壤质量变化有指示作用的土壤动物类群，为紫色土土壤质量保育、土壤健康维持和高效施肥以及将土壤动物指标纳入土壤质量评价体系提供科学依据。依托四川盐亭农田生态系统国家野外科学观测研究站(31◎16′N，105◎27′E)，通过田间定位观测，研究紫色土旱坡地(小麦-玉米轮作)、菜园地和林地生态系统土壤动物群落现状、结构特征及施肥对土壤动物类群的影响；在分析土壤动物与土壤质量关系的基础上，运用多元线性回归、因子分析、典型相关分析等统计学方法，探讨土壤动物指标对土壤质量或肥力的指示意义，初步确定了对土壤质量或肥力变化响应敏感的土壤动物类群，评价了土壤动物对土壤质量的生物指示意义。主要结论如下：(1)对紫色土三种主要土地利用方式进行调查，共获得土壤动物28184只，隶属7门18纲28目69类，土壤动物组成较为丰富；总体来看，三种土地利用方式土壤动物群落的优势类群均为线虫动物门，常见类群基本上为线蚓科、大蚓类、蚁科、等节跳科和蛛形纲的甲螨亚目、中气门亚目和前气门亚目等；但稀有类群和极稀有类群的一致性较差。土地利用方式对土壤动物群落组成和结构有明显的影响，旱地和林地的优势现象明显，常见类群少，稀有类群多；在菜园地生态系统中，优势现象较旱地、林地低，稀有类群少于林地和旱地土壤动物；因此，菜园地土壤动物群落分布均匀，系统比较稳定。(2)土壤动物优势类群和常见类群对调查区的土壤环境具有很强的适应能力，但长期施肥下土壤动物群落已有了明显的分异，常见类群、稀有类群和极稀有类群存在很大差异；但在不同施肥方式土壤动物群落之间又有一定的相似性，经相似性指数计算，有机物料投入的处理，如OM、OMNPK、RSDNPK等，其土壤动物群落之间最为相似。方差分析表明，不同方式长期施肥对农田土壤动物群落类群数和种群密度有极显著的影响；经多重比较，CK无肥小区土壤动物数量与OM、OMNPK、RSD和 RSDNPK之间存在极显著差异，RSDNPK施肥方式与OM、OMNPK之间存在极为显著的差异：主成分分析表明，施肥方式对土壤动物类群的影响不均衡，分别对土壤动物群落的个体数量、线虫动物门个体数量、大蚓类个体数量、甲螨亚日个体数量、DG指数及土壤动物群落类群数的影响显著。(3)有机物料施用或有机-无机配施对土壤质量有明显的改善，提高了土壤有机质含量、土壤微生物生物碳氮量以及土壤酶活性。土壤质量因子的综合评价筛选结果表明：土壤有机质、土壤微生物生物量碳、土壤总氮、土壤碳氮比、酸性磷酸酶、蔗糖酶、土壤容重、土壤有效磷、速效钾等9个指标对施肥方式响应敏感，并相互之间存在较高的相关关系，由它们组成的"土壤有机质综合因子"、"土壤酶活性因子"、"土壤容重因子"、"速效磷钾因子"可以反映调查区土壤质量的差异。(4)多元回归分析、典型相关分析等均表明土壤动物与土壤质量关系密切，表现出对土壤质量的指示潜力。土壤线虫数量、蚯蚓数量、甲螨亚目数量、土壤动物类群数以及土壤动物群落DG指数对土壤质量变化的响应较敏感，可作为指示指标；通过冗余分析，土壤动物主要类群因子能够被土壤质量因子较好的预测，解释比例达到65.1％，而土壤质量因子被土壤动物主要类群因子解释的比例稍低，为58.5％；但还有变异未得到解释，因此，用土壤动物指示土壤质量尚存在一定的偏差，土壤动物的生物指示潜力还需要更多的研究加以验证。 |
| 公开日期 | 2013-02-21 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://192.168.143.20:8080/handle/131551/4930]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱新玉. 土壤动物对紫色土土壤质量变化的响应[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
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