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本研究在岷江上游花椒种植地,开展了模拟干旱、极端降水和氮沉降对花椒单作、花椒间作大豆、花椒间作甜椒等3种花椒不同种植模式下大型土壤动物群落组成及多样性影响的研究,采用野外定点试验和室内分析试验相结合的方法,从大型土壤动物群落密度、生物量以及多样性等方面,对其在农林复合生态系统不同种植模式下对干旱、极端降水、氮沉降的响应进行分析。结果表明: 1.种植模式对大型土壤动物的影响 花椒不同种植模式对大型土壤动物群落密度、生物量和多样性指数都有显著影响。其中,花椒间作大豆能显著提高其密度、生物量和多样性指数。因此,从大型土壤动物对种植模式的响应来看,农林复合生态系统应重视对间作物种类的选择。 2.干旱对花椒不同种植模式下大型土壤动物的影响 干旱显著降低了大型土壤动物群落密度、生物量、Pielou均匀度指数、丰富度指数,影响了其垂直分布,尤其显著降低了0-10cm土壤深度的大型土壤动物密度。杜拉蚓属、爱胜蚓属、婪步甲属等对干旱最为敏感。干旱显著降低了杜拉蚓属、爱胜蚓属的密度,但显著提高了婪步甲属的密度。干旱显著改变了大型土壤动物对种植模式的响应,但不同种植模式下大型土壤动物对干旱的响应存在显著差异。 3.干旱后复水对花椒不同种植模式下大型土壤动物的影响 干旱后复水处理40天,复水样地内的大型土壤动物群落总密度、总生物量、丰富度指数、均匀度指数均恢复到对照水平。花椒间作大豆、花椒间作甜椒以及花椒单作等3种模式下复水样地内的大型土壤动物总密度均恢复至对照水平。杜拉蚓属和爱胜蚓属的密度和生物量在复水处理后与对照均无显著差异。这些说明遭受干旱胁迫的大型土壤动物群落在经过复水处理后能快速恢复。 4.极端降水对花椒不同种植模式下大型土壤动物的影响 极端降水对大型土壤动物群落总密度、总生物量以及多样性无显著影响。然而不同类群的大型土壤动物对极端降水的响应存在显著差异,极端降水显著降低爱胜蚓属密度和生物量,提高花椒间作大豆模式下远环蚓属种群数量和生物量。在极端降水条件下,花椒间作大豆、花椒间作甜椒和花椒单作等三种模式对大型土壤动物群落数量的影响无明显差异。但是,在对照处理下,种植模式对大型土壤动物密度和生物量有显著的影响,花椒间作大豆模式下大型土壤动物的密度最高。研究表明极端降水可以改变大型土壤动物群落对种植模式的响应,并对爱胜蚓属的种群数量和生物量造成显著影响。 5.极端降水结束后花椒不同种植模式下大型土壤动物的恢复 极端降水结束后40天,极端降水样地内的爱胜蚓属密度和生物量均恢复至对照水平;极端降水样地内远环蚓属密度和生物量在花椒间作大豆、花椒间作甜椒、花椒单作等3种模式之间均无显著差异;大型土壤动物总密度的垂直分布状态在3种模式下的各土层间均无显著差异。大型土壤动物群落的辛普森指数、香农维纳指数、Pielou均匀度指数、丰富度指数在对照与恢复样地间均无显著差异。这说明极端降水结束后经过恢复处理,爱胜蚓属等对极端降水敏感的类群能快速恢复。 6.氮沉降对花椒不同种植模式下大型土壤动物的影响 随氮沉降处理量的增加,氮沉降对大型土壤动物种群数量及多样性的影响逐渐显著。高氮沉降显著降低了大型土壤动物群落辛普森指数、香农维纳指数、Pielou均匀度指数。高氮沉降在不同花椒种植模式下对大型土壤动物密度的影响存在显著差异,高氮沉降显著降低了花椒间作大豆模式下大型土壤动物的密度,而对花椒间作甜椒和花椒单作模式下大型土壤动物的密度无显著影响。以上说明氮沉降对大型土壤动物种群数量及多样性的影响与氮添加量和种植模式密切相关。