天津滨海湿地与其长期开垦农田间土壤线虫群落特征的比较_冯苗.pdf

Comparison of soil nematode community characteristics between coastalwetland and long-term reclaimed farmland in TianjinFENG Miao1，2，SHI Yan1，2，GUO Changcheng1，GAO Jian1，WANG Yidong1，2（1.Tianjin Key Laboratory of Water Resources and Water Environment，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China；2.School ofGeography and Environment Science，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China）Abstract：In order to deeply explore the changes of nematode community characteristics before and after reclamation in coastalwetlands，Tianjin Beidagang wetland，Qilihai wetland and their reclaimed farmland were chosen as the research objects.Thesoilsample was collected from 0-15 cm layer，and the nematodes isolated from the soil were divided into different nutrient typesand life history at the genera level.The abundance and proportion of nematodes in different groups were analyzed，and the di-versity index and functionalindex ofsoilnematodes were calculated.The results showed that a total of 8 630 soil nematodeswerecapturedinthestudyarea，belongingto32genera，andthedominantgeneraswereAcrobeloides，Aphelenchus，Helicotylenchusand Dolichodoridae，accounting for 49%of the total nematodes captured.After long-term reclamation of the wetlands inthe studyarea，soilnematodeabundanceincreased from 342piecesper100gdry soilto737pieces，whichincreased by 38%inBeidagang area and 194%in Qilihai area respectively.The number of genera also changed，which was mainly caused by the in-crease of bacteria feeding nematode，fungus feeding nematode，c-p1 group and c-p2 group.After long-term reclamation of thewetlands，the change in the Beidagang area was not significant，and the Shannon diversity index and richness index in Qilihaiarea significantly increased by 48.95%and 51.58%respectively.Only the enrichment index of functional index significantly in-creased by 103%in Qilihai area.There was a strong correlation between soil pH value and nematode ecological index as well asnematode composition.In conclusion，after the reclamation of coastal wetlands for farmland，soil nematode community species天津滨海湿地与其长期开垦农田间土壤线虫群落特征的比较冯苗1，2，史妍1，2，郭长城1，高健1，王义东1，2（1.天津师范大学 天津市水资源与水环境重点实验室，天津 300387；2.天津师范大学 地理与环境科学学院，天津300387）摘要：为了深入探究土壤线虫在滨海湿地开垦前后的群落特征变化，以天津北大港湿地和七里海湿地及其开垦后农田为研究对象，采集 015 cm 的土样并分离土壤线虫，在种属水平上划分为不同营养类群和生活史类群，分析不同类群线虫的多度和占比，计算土壤线虫的多样性指数和功能性指数.研究区内共捕获土壤线虫 8 630 条，分属33 属，优势属为拟丽突属（Acrobeloides）、真滑刃属（Aphelenchus）、螺旋属（Helicotylenchus）和锥形虫属（Dolichodori-dae），占捕获线虫总数的 49%.研究区湿地经长期开垦后，土壤线虫多度由每 100 g 干土 342 条增加到 737 条，其中，北大港地区增加 38%，七里海地区显著增加 194%；线虫种属数量也发生了变化，这主要是由于食细菌线虫、食真菌线虫、c-p1 类群和 c-p2 类群线虫数量的增加引起的.研究区在长期开垦后，北大港地区变化不显著，七里海地区的丰富度指数和香农多样性指数分别显著增加了 51.58%和 48.95%，线虫功能性指数中仅富集指数在七里海地区显著增加了 103%.土壤 pH 值与线虫生态指数和线虫组成之间均存在较强相关性.综上，滨海湿地开垦为农田后，土壤线虫群落物种逐步丰富，线虫群落结构趋于稳定，同北大港湿地相比，七里海湿地受环境扰动后恢复较快.关键词：滨海湿地；开垦；土壤线虫；优势属；生态指数中图分类号：Q958.1文献标志码：A文章编号：1671-1114（2023）01-0042-09收稿日期：2022-05-20基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（41930862）.第一作者：冯苗（1997），女，硕士研究生.通信作者：王义东（1982），男，研究员，主要从事环境地理学方面的研究.E-mail：.第 43 卷第 1 期2023 年 1 月天 津 师 范 大 学 学 报（自 然 科 学 版）Journal of Tianjin Normal University（Natural Science Edition）Vol.43 No.1Jan.2023doi：10.19638/j.issn1671-1114.20230108第 43 卷第 1 期gradually enriched，and nematode community structure tended to be stable.Moreover，compared with Beidagang wetland，Qil-ihai wetland recovered faster after environmental disturbance.Keywords：coastal wetland；reclamation；soil nematode；dominant genus；ecological index湿地是陆地和水域之间的过渡生态系统类型，兼具陆地和水域的双重环境特征，在生态系统净化和调节气候方面具有重要作用.近年来在外在干扰下，湿地土壤的理化性质发生变化，表现为营养水平升高、水质差、盐渍化严重、生态服务功能下降等1-2.目前，对于湿地的研究主要集中在淡水沼泽湿地生物入侵和内陆湿地植被的人为干扰影响等方面3-4，关于湿地中土壤碳氮含量变化和微生物群落演变的研究也逐渐增多5-6.土壤线虫是土壤生态系统的重要组成部分，数量和丰度都占有优势地位，主要由自由生活线虫和寄生于植物地下根系的线虫两部分构成，在土壤表层非常活跃，环境适应能力强，在土壤有机质分解、物质能量循环、养分循环中发挥着重要作用7-8，因此也被用作衡量区域生物多样性及可持续发展的重要指标9.专业线虫群落指数可用来描述土壤线虫群落的变化特征，进而指示土壤质量的变化情况10.天津滨海湿地在强烈的水陆交互作用下发育出了不同类型的盐碱湿地，包括北大港、七里海、南大港等.北大港湿地和七里海湿地均是海陆作用下的典型湿地，近年来遭受了严重的水文退化，且人类活动（如开垦、捕猎、污染等）干扰强烈.为了深入探讨湿地开垦对土壤线虫群落特征的影响，本研究选取北大港和七里海湿地及其周边开垦后的农田，从土壤中分离线虫并进行鉴定，再依据不同营养类群和不同生活史策略对线虫进行分类，计算北大港和七里海湿地及其农田中不同类群线虫的丰度与所占比例，分析农田开垦给湿地线虫不同种属和不同类群带来的影响.进一步计算湿地与农田中线虫的各项多样性指数与功能性指数，分析线虫不同营养类群、c-p 类群、各项指数与土壤理化性质之间的相关关系.1材料与方法1.1区域概况研究区域为北大港地区和七里海地区的芦苇湿地及其周围距离约 2 km 的开垦后农田，具有相同的土壤母质.北大港湿地（1171111737E，38363850N）位于天津市滨海新区，七里海湿地（1172711732E，39163919N）位于天津市宁河区.研究区域属温带大陆性季风气候，年平均气温为 13.0，年平均降水量为 566 mm.区内湿地由滨海盐土和盐化湿润土组成，土壤盐渍化现象严重，主要生长着耐盐碱植物，如芦苇（Phragmites australis）、碱蓬（Suaedaglauca）、獐 毛（Aleuropu ssinensis）、碱 菀（Tripoliumvulgare Nees）等，湿地中人类农业开垦约 60 a11.1.2样品采集分别在湿地和农田设置 4 个采样区，一共取 16份土壤样本，分装在密封袋中，-4 保存.所取样品分两部分：一部分在一周内完成线虫提取，并装瓶编号；另一部分用于土壤基本理化性质的测定.1.3土壤理化性质的测定采用烘干法测定土壤含水质量分数（SWC），用仪器探头测定土壤 pH 值和电导率，用元素分析仪（PerkinElmer 2400 型元素分析仪，德国 Elementar公司）测定土壤样品的总氮（TN）和有机碳含量（SOC）.1.4土壤线虫鉴定从每份样品中称取 50 g 土壤，利用浅盘法提取线虫，用水浴加热温和杀死线虫，加入 4%的甲醛溶液混匀标定，置于样本瓶中.在显微镜下对土壤线虫进行计数，依据文献12-14将土壤线虫鉴定分类至属.按照营养类群可将土壤线虫划分为植物寄生线虫（plant feeding，PF）、食真菌线虫（fungal feeding，FF）食细菌线虫（bacterial feeding，BF）和捕食/杂食性线虫（predators-omnivore，OF）.植物寄生线虫取食植物；食真菌线虫取食根际、腐生等多种真菌，可以促进土壤中物质矿化增加土壤肥力；食细菌线虫取食细菌，可以指示土壤细菌活性；捕食/杂食性线虫取食原生动物和线虫卵等，通过影响其他营养类群来调节土壤生态15.按照生活史策略可将线虫划分为 5 个 c-p（colonizer-