中国西北沙漠夜间活动的东鳖甲属昆虫二新种(鞘翅目:拟步甲科:漠甲亚科)

记述中国西北地区东鳖甲属2新种:巴丹东鳖甲A.badainica Ba,Ren&Liu sp.nov.和古尔班东鳖甲A.gurbantunggutica Ba&Ren sp.nov.,提供了主要鉴别特征和形态图,并简要讨论了其昼夜活动规律.     

秦岭西部山地次生林和人工林大型土壤动物群落结构特征

人类对次生林生态系统的长期扰动必然会对地下生态过程产生深刻影响,而土壤动物群落结构和功能多样性对地下生态过程的演变有重要的指示意义.本文以小陇山林区恢复近30年的次生林和栽植近30年的油松、日本落叶松、欧洲云杉和粗枝云杉林为对象,通过对5种林型土壤动物群落密度调查,采用PCA排序和方差分析等方法,探讨了不同林型土壤动物群落结构特征和营养结构.结果表明:油松林和日本落叶松林土壤动物群落密度是次生林的3.0和2.1倍;油松和日本落叶松人工林土壤动物群落中消费者/分解者比值明显高于次生林,油松林和日本落叶松林消费者/分解者的比值显著高于欧洲云杉林和粗枝云杉林;不同人工林土壤动物群落结构存在明显差异,油松林和日本落叶松林土壤动物群落密度是粗枝云杉林的4.5和3.1倍,而油松林土壤动物群落类群丰富度是欧洲云杉林和粗枝云杉林的1.5倍.     

黑河中游干旱绿洲土壤盐渍化对大型土壤动物群落的影响

以内陆干旱区黑河中游绿洲边缘区天然沙质草地及其转变的人工梭梭灌木林(21a)、人工杨树林(28 a)、人工樟子松林(33 a)和农田(开垦27 a和100 a)为研究对象,对6种样地土壤盐渍化和大型土壤动物群落特征进行调查,采用多变量排序、多元回归和通径分析及一元回归分析等方法,研究了不同土地覆被和管理措施下土壤动物群落组成及对土壤盐碱环境变化的响应.结果表明:在缺乏管理措施的情况下,单纯改变土地覆被并不会显著影响土壤动物群落结构;而在有管理措施的情况下,土地覆被变化与管理措施耦合可显著改变土壤动物群落结构.土壤动物群落演变受到土壤pH、可溶性盐及Na+、Cl-、HCO3-、Mg2+浓度的共同影响,其中Na+和可溶性盐含量的贡献率最大,是关键影响因子.土壤动物密度和类群丰富度与土壤中的Na+和可溶性盐含量呈显著负指数函数关系,与Mg2+和HCO3-含量呈显著二次曲线关系.研究区土壤动物密度和类群丰富度在Mg2+和HCO3-含量达到生态阈值点(分别为38.7 ～39.4 mg· kg-1和324.9 ～335.3 mg·kg-1)时达到峰值(40 ～ 43只·m-2和13 ～ 14科·m-2).此后,随着Mg2+和HCO3-含量的增加,土壤动物密度和类群丰富度下降.     

河西走廊天然固沙植被区地表甲虫多样性及其对沙漠化的指示作用

干旱、半干旱区沙漠化强烈影响动植物分布及多样性,地表甲虫是荒漠中主要的动物类群,它们对沙漠化引起的植被和土壤环境变化响应十分敏感。鉴于此,以河西走廊中部张掖绿洲外围的天然固沙植被区作为研究区,依据沙漠化发育程度选择流动沙丘（ASD）、丘间低地（IL）、半固定（SFSD）和固定沙丘（FSD）4种生境,调查了地表甲虫群落组成及影响甲虫分布的植被和土壤环境。研究发现,4种生境地表甲虫群落组成明显不同并存在季节变异,5月ASD与IL、SFSD和FSD生境地表甲虫群落的相异性大于8月。5月和8月SFSD生境地表甲虫活动密度均显著高于其他生境,8月FSD生境地表甲虫多样性指数显著高于其他生境。不同大小甲虫对沙漠化的响应模式不同,大中型甲虫对沙漠化的响应较小型甲虫敏感,这在5月表现尤为明显。地表甲虫与环境因子的RDA分析结果表明,12个植被和土壤环境因子解释了49.8%的地表甲虫群落变异,其中植被环境解释了甲虫群落变异的16.3%,土壤环境解释了甲虫群落变异的4.2%,植被和土壤环境相互作用解释了甲虫群落变异的29.3%。pRDA分析结果表明,草本物种丰富度、灌木盖度、土壤有机碳含量和粗砂含量是影响地表甲虫分布的主要环境因子,它们解释了43.7%的地表甲虫群落变异。Pearson相关分析表明,草本物种丰富度与地表甲虫活动密度呈显著正相关,而与地表甲虫均匀度呈显著负相关;灌木盖度与地表甲虫多样性呈显著正相关;地表甲虫物种丰富度与灌木盖度和草本物种丰富度均呈显著正相关。此外,研究还发现戈壁琵甲、克氏扁漠甲、中华砚甲和甘肃齿足象可以用于指示FSD生境,东鳖甲属昆虫可以用于指数SFSD生境,谢氏宽漠王可以用于指示IL及ASD生境。     

天然和人工固沙灌木林蜘蛛和甲虫分布与环境因子的关系

干旱区人工植被恢复驱动的土地利用变化强烈影响了地表和土栖的节肢动物群落结构及多样性。然而,我们对地表节肢动物群落关键类群-蜘蛛和甲虫对固沙植被恢复的响应及与环境变化关系的认识还很有限。以天然固沙灌木林和2种人工固沙灌木林为研究对象,运用方差分析和多变量分析等方法定量研究了干旱区天然和人工固沙植被区地表蜘蛛和甲虫分布特征及影响要素。结果表明,天然灌木林与人工梭梭、柽柳林地表蜘蛛和甲虫群落组成明显不同,人工梭梭、柽柳林地表蜘蛛活动密度和甲虫多样性均显著高于天然灌木林,而地表甲虫密度和蜘蛛多样性变化与之相反。两种人工固沙灌木林之间蜘蛛和甲虫群落组成也存在一定差异,人工柽柳林地表蜘蛛活动密度、多样性和甲虫物种丰富度均显著高于人工梭梭林。进一步分析发现,蜘蛛群落中狼蛛科、平腹蛛科、皿蛛亚科和球蛛科与甲虫群落中拟步甲科、步甲科和象甲科等一些甲虫种属对3种生境的选择模式不同决定了蜘蛛和甲虫群落聚集结构。植被、土壤环境因子与蜘蛛和甲虫pRDA和pCCA结果表明,草本生物量、凋落物量、土壤含砂量、电导率和灌木盖度是影响蜘蛛分布的主要环境因子,它们解释了82.1%的蜘蛛群落变异;灌木盖度、草本生物量、土壤pH和砂含量是影响甲虫群落分布的主要环境因子,它们解释了60.6%的甲虫群落变异。总之,人工固沙灌木恢复影响了植被和土壤环境,它们相互作用改变了荒漠-绿洲过渡区蜘蛛和甲虫等地表节肢动物的分布格局。     

沙障对流动沙丘区地表节肢动物分布及多样性的影响

沙障作为人工固沙植被恢复与保护绿洲和道路安全的一种手段,可以有效阻止沙丘移动,改变流动沙丘地表生态水文过程,进而影响节肢动物多样性及营养结构及功能变化。鉴于此,选取临泽县中部沙带为研究区,利用陷阱法系统调查了生物、物理沙障和流动沙丘区沙丘不同部位地表节肢动物分布及多样性。研究结果表明,沙障营建强烈影响了流动沙丘区地表节肢动物组成,生物和物理沙障区地表节肢动物的活动密度、物种丰富度及多样性均显著高于流动沙丘区,捕食性和其它食性节肢动物较植食性节肢动物对沙障营建的响应更为敏感。沙障还改变了沙丘地表节肢动物的分布规律,生物和物理沙障区地表节肢动物的活动密度从沙丘底部到顶部依次增加,而流动沙丘区地表节肢动物主要分布在沙丘中下部。谢氏宽漠王和尖尾东鳖甲在流动沙丘区主要分布沙丘的中下部,沙障营建导致沙丘顶部谢氏宽漠王和尖尾东鳖甲的活动密度大幅提高。此外,研究还发现生物和物理沙障对地表节肢动物的影响不同,生物沙障区地表节肢动物活动密度显著高于物理沙障区,捕食性和东鳖甲属等其它食性节肢动物的活动密度在生物沙障区均高于物理沙障区。总之,沙障营建及类型差异强烈影响地表节肢动物的分布及多样性,它通过资源上行效应和土壤物理环境的改变提高了地表节肢动物的多样性及营养结构,从而影响了土壤生态系统结构及功能变化过程。     

戈壁生态系统蚁穴微生境对大型土壤动物多样性的影响

收获蚁蚁穴是戈壁生态系统中重要的微生境, 它通过汇集凋落物和改善土壤环境强烈影响动植物的分布及多样性。鉴于此, 本文选择戈壁荒漠收获蚁(Messor desertus)蚁穴为研究对象, 于2020年5月、6月和10月利用陷阱法调查了蚁穴及毗邻裸地大型土壤动物的种类组成及数量变化, 并分析其影响要素。结果表明: (1) 10月, 蚁穴和裸地间大型土壤动物群落组成存在显著差异, 而5月和6月二者间相差较小, 10月(62.9%)蚁穴和裸地大型土壤动物的平均相异性高于5月(34.8%)和6月(39.3%); (2) 5月, 蚁穴大型土壤动物均匀度指数显著低于裸地, 6月, 蚁穴大型土壤动物活动密度和类群丰富度均显著高于裸地, 10月, 蚁穴大型土壤动物类群丰富度和多样性指数均显著高于裸地; (3)荒漠收获蚁蚁穴显著提高了其他食性土壤动物的活动密度及类群丰富度, 还增强了捕食性和非捕食性土壤动物的相互作用关系并改变了荒漠收获蚁与蚁穴大型土壤动物类群的种间相互作用关系; (4) pRDA排序结果表明, 土壤电导率、全氮和粉粒含量是影响蚁穴和裸地大型土壤动物分布的主要土壤因子。总之, 戈壁生态系统荒漠收获蚁蚁穴微生境提高了大型土壤动物多样性, 改变了大型土壤动物类群间的营养和非营养关系, 这会影响大型土壤动物的营养结构及其功能。     

人工固沙植被恢复对地表节肢动物群落组成及多样性的影响

人工绿洲是干旱区主要的自然景观之一,为了维护绿洲稳定而营建的防护林强烈改变地表生态水文过程,进而影响着地上和地下生物多样性。然而,以往的研究对地上植被关注较多,而对土壤动物研究较少。以张掖绿洲外围人工固沙植被群落和天然固沙植被群落为研究对象,探讨人工固沙植被恢复对荒漠地表节肢动物群落组成及多样性的影响及不同动物类群对植被变化的响应模式。研究表明,天然固沙植被群落转变为人工固沙植被群落显著降低了地表节肢动物数量,但提高了地表节肢动物类群丰富度和多样性,这在5月份表现尤为明显。植被类型对地表节肢动物群落的影响不同,8月人工柽柳林群落地表节肢动物活动密度、类群丰富度和多样性均显著高于人工梭梭林群落。人工固沙植被恢复显著降低了适应荒漠环境的拟步甲科甲虫,而蚁科和部分蜘蛛的数量显著增加,它们对人工固沙植被恢复的响应模式不同决定了群落结构及多样性的变化规律。此外,研究还发现一些地表节肢动物类群对不同生境具有强烈的指示作用,如拟步甲科等可指示荒漠生境,潮虫科等可指示梭梭林生境,而蠼螋科和狼蛛科等可指示柽柳林生境。综上所述,人工栽植固沙灌木形成的固沙植被群落导致了一些适应荒漠环境的地表节肢动物类群的数量降低,但也为更多的地表节肢动物类群提供了适应栖居环境和充足的食物资源等,从而提高了地表节肢动物的多样性。     

地面节肢动物营养类群对土地覆被变化和管理扰动的响应

近几十年来,黑河中游荒漠绿洲过渡带大面积天然沙质草地被转变为农田和防风固沙人工林,然而目前尚缺乏土地利用/覆被变化和管理措施对地面节肢动物多样性形成和维持影响的系统研究。以天然沙质草地转变为的人工梭梭灌木林、人工杨树林、人工樟子松林和农田为研究对象,以天然草地为对照,通过对5种样地地面节肢动物群落的调查及非生物环境因子的测定,采用典范对应分析(CCA)等方法,系统探讨了土地覆被和管理强度(天然草地和人工梭梭林实施零管理、杨树和樟子松人工林实施灌溉管理、农田实施灌溉和施肥管理)变化对地面节肢动物营养类群组成、数量和物种丰富度的影响。主要结果是:(1) 在干旱环境下,单纯改变土地覆被并不会导致土壤环境的显著变化,而高强度的管理扰动加速了土壤环境的演变过程。(2)不同土地覆被和管理措施对营养类群组成及其数量和丰富度的调控作用不同,将天然草地转变为杨树和樟子松人工林和农田后,显著提高了捕食性和植食性类群的比例,降低了'腐食性+杂食性’类群的比例;转变为人工梭梭林后显著降低了3种营养类群的数量;转变为人工杨树林后显著降低了'腐食性+杂食性’类群数量;转变为人工樟子松林后显著增加了植食性类群数量而降低了其它类群的数量;转变为农田后显著增加了植食性类群数量而降低了'腐食性+杂食性’类群数量。(3)影响捕食性动物分布的关键环境因子是地面温度、土壤硝态氮和田间持水量,影响植食性动物分布的关键因子是土壤粘粉粒、土壤硝态氮、土壤容重和pH值,影响'腐食性+杂食性’动物分布的关键因子是地面温度和田间持水量。主要结论是:土地覆被变化与管理措施相互作用对地面节肢动物群落组装过程及其多样性形成具有重要调控作用,尽管其相对重要性不同。     

河西走廊中部戈壁地表甲虫群落动态变化及其影响因素

地表甲虫是戈壁主要的地表昆虫类群, 但我们对其种属组成和活动节律的认识还很有限。2018-2020年1-12月我们利用陷阱法对河西走廊中部典型砾质戈壁地表甲虫种类及数量进行了连续观测, 并测定了该区降水和温度。本文研究发现: (1)戈壁地表甲虫由步甲科、叶甲科、象甲科、粪金龟科和拟步甲科5科21种组成, 阿小鳖甲(Microdera kraatzi alashanica)、戈壁琵甲(Blaps gobiensis)和波笨粪金龟(Lethrus potanini)是优势地表甲虫种; (2)戈壁地表甲虫活动节律存在明显年季变异, 地表甲虫的活动期在3-10月, 地表甲虫活动密度的最大值出现在4-7月, 而物种丰富度的最大值均在5月出现; (3)降水增多的2019年地表甲虫的活动密度明显增加, 且2019年地表甲虫物种丰富度和多样性指数显著高于2018年; (4)地表甲虫的取食类型和个体大小影响它们的活动节律, 降水增多的年份提高了植食性的象甲科和部分拟步甲科的活动密度, 而一些拟步甲科的活动密度对降水的响应存在一定的滞后性; (5)降水和温度变化强烈影响地表甲虫活动节律, 地表甲虫的个体数和物种数与月降水量和月平均温度呈显著的二次曲线和指数关系, 植食性和捕食性甲虫对降水及温度变化响应较腐食性甲虫敏感, 大甲虫对降水变化的响应较中甲虫和小甲虫敏感。总之, 降水及温度变化影响了戈壁地表甲虫的活动节律, 而不同地表甲虫种对二者的响应因其生理生态特征不同而异, 从而影响了地表甲虫群落动态变化规律。