论文部分内容阅读
溪流是生态系统的重要组成部分之一,河岸带植被影响溪流生态系统的结构和功能。在经济发展和橡胶需求增大的刺激下,近年来中国热带地区橡胶林种植面积迅速扩张,橡胶林的种植对区域内的溪流生态系统健康造成威胁。本研究通过对热带季节性雨林河岸带溪流和橡胶林种植区溪流的水质、大型底栖动物、凋落物的分解及其微生物组成和多样性的变化等特征的研究,探讨河岸带橡胶林种植对相邻溪流生态系统的影响。结果表明:
1.橡胶林种植使溪流物理特征和水化学性质改变。水温升高,pH值下降,悬浮颗粒物差异不显著。溪流水中的NH4+-N、NO3--N浓度升高,PO43--P和TP的季节变异增大。
2.橡胶林溪流中大型底栖动物四大优势类群顺序从热带季节性雨林溪流的毛翅目、双翅目、蜉蝣目和鞘翅目转变为蜉蝣目、双翅目、毛翅目和鞘翅目,群落组成结构发生变化。橡胶林溪流的科数增多,生物多样性增加,优势集中性指数降低。但在干季,优势集中性指数高于热带季节性雨林溪流,群落相似性系数显著低于热带季节性雨林溪流。
3.橡胶林溪流大型底栖动物功能摄食类群中的直接收集者比例高于热带季节性雨林溪流,捕食者、滤食者、刮食者和撕食者的比例低于热带季节性雨林溪流。橡胶林种植造成河岸带地表细颗粒有机物大量进入溪流,刺激了直接收集者(收集细颗粒有机物)的增加,同时抑制了功能摄食类群的增长。
4.大型底栖动物的水质评价指数,Shannon-Wiener多样性指数和BI指数(BioticIndex)结果均表明,橡胶林溪流水质下降。干季,橡胶林溪流的Shannon-Wiener多样性指数表明水质较热带季节性雨林溪流降低两个级别,BI指数表明水质较热带季节性雨林下降一个级别。
5.橡胶林溪流凋落物的质量损失率与热带季节性雨林溪流差异随季节变化而改变。两种类型溪流在不同季节的分解速率显著不同。在雨季,两种类型溪流中的凋落物属于快速分解组,在干季,热带季节性雨林溪流中的凋落物属于中速分解组,而橡胶林溪流中的凋落物属于慢速分解组,橡胶林种植后因溪流理化性质的改变或植物物种的改变对凋落物分解速度的影响不大。
6.凋落物养分动态在两种类型溪流中的差异随季节变化而不同。在干季,橡胶林溪流中出现明显的N、P暂时积累,较热带季节性雨林的积累峰值大,且时间提前。在雨季,两种类型溪流的N、P释放趋势相似。
7.通过热带季节性雨林四种优势树种凋落物叶片42天的室内培养,采用变性梯度凝胶电泳等分子技术分析,得出细菌的丰富度和多样性高于真菌,但真菌的丰富度和多样性随着培养时间的增加而提高。在不同种类的凋落物分解初期细菌群落不同,但是在分解后期,不同凋落物的细菌群落逐渐趋于相同,其中alpha-Proteobacteria为优势类群。真菌群落的序列分析表明,在凋落物分解的开始阶段,Aspergillus为优势类群,而凋落物分解后期,Pleosporales数量上升为优势类群。我们的研究结果表明出现在溪流中凋落物生物膜的微生物以广食者为主,其中,细菌在热带溪流生态系统凋落物分解过程中比真菌起到更加重要的作用。