一种利用土壤动物监测青藏高原高寒草甸中度退化的方法与流程

本发明涉及草地退化监测技术，具体涉及一种利用土壤动物监测青藏高原高寒草甸中度退化的方法。

背景技术：

草地退化的主要表现是草地植被的高度、盖度、产量和质量下降，土壤环境恶化，生产能力和生态功能衰退。长时间、大范围的草地退化，不仅导致草地生产力下降，还造成生态环境恶化，威胁人类生存与发展。天然草地在干旱、风沙、水蚀、盐碱、内涝、地下水位变化等不利自然因素的影响下，或过度放牧与割草等不合理利用，或滥挖、滥割、樵采破坏草地植被，引起草地生态环境恶化，草地牧草生物产量降低，品质下降，草地利用性能降低，甚至失去利用价值的过程称为草地退化。草地退化包括土壤退化、植被退化和生态系统退化。现有关于草地退化的评价方法主要根据地上植物群落以及土壤理化性质等进行，这种评估方法过于单一，评价指标往往不能反映环境变化的综合情况，评估结果具有片面性。目前，针对青藏高原高寒草甸中度退化问题，还没有形成一套比较系统的方法。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种利用土壤动物监测青藏高原高寒草甸中度退化的方法，可客观和快速地判断高寒草甸退化，对加强高寒草地生态保护具有现实意义。本发明的技术方案为：

一种利用土壤动物监测青藏高原高寒草甸中度退化的方法，该方法通过分析土壤动物中的倍足纲（diolopoda）带马陆目（polydesmoidea）的奇马陆科（paradoxosomatidae）和矛带马陆科（doratodesmidae）两类土壤动物的密度来监测高寒草甸中度退化。

进一步的，所述监测方法包括以下步骤：

步骤1：在待评价的高寒草甸内，随机选取多个50cm×50cm的正方形样方，各样方间隔距离根据评价的草地面积来定，以均匀覆盖待评价区域为准；

步骤2：用铁铲等工具挖掘样方内0～15cm的土壤，采用手捡法收集倍足纲的大型土壤动物，并将采集的大型土壤动物保存于70%的酒精中；

步骤3：在室内，根据《中国土壤动物检索图鉴》等文献在体式镜下将收集到的大型土壤动物进行鉴定，统计带马陆目（奇马陆科和矛带马陆科）的总个体数量后换算成密度（个/m²）。

步骤4：根据带马陆目（奇马陆科和矛带马陆科）的密度评估草甸是否属于中度退化草甸。

优选的，所述步骤1中正方形样方的数量为6~10个为宜。

进一步的，所述中度退化草甸的评价标准为：带马陆目（奇马陆科和矛带马陆科）总密度在24~599个/m²之间。

本发明的有益效果体现在以下三点：

1、目前关于草地退化的评价方法主要是根据植物群落、土壤及遥感方法，本发明可以填补利用地下土壤生物来评价草地退化状况的空白。

2、由于奇马陆科和矛带马陆科仅出现在中度退化草甸中，同时它们的个体均较大，便于捕获和识别，因此可以利用带马陆目（奇马陆科和矛带马陆科）来快速指示高寒草甸的中度退化。

3、本方法可客观和快速地判断高寒草甸中度退化阶段，能有效促进高寒草甸的科学管理，保护青藏高原生态安全。

附图说明

图1是本发明的利用土壤动物监测青藏高原高寒草甸中度退化的方法流程图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面结合图1和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种利用土壤动物监测青藏高原高寒草甸中度退化的方法，包括：选定监测样地、采用手捡法收集倍足纲土壤动物、土壤动物保存、对土壤动物进行鉴定和计数、利用带马陆目（奇马陆科和矛带马陆科）的密度对草甸类型进行评估这几个步骤。具体过程如下：

步骤1：本课题组在2016至2018年间，对若尔盖湿地的沼泽草甸、草原草甸、中度退化草甸和重度退化草甸四种不同退化阶段的土壤动物群落开展了12次监测（每年的4、5、7、10月份，分别代表冬、春、夏、秋四季）。每种草甸随机选取6个50cm×50cm的样方用于大型土壤动物的调查，各样方间隔5m左右。

步骤2：用铁铲等工具挖掘样方内0～15cm的土壤，采用手捡法收集倍足纲的大型土壤动物，并将采集的大型土壤动物保存于70%的酒精中；同时采集一定量的土样用于分析土壤化学性质。

步骤3：在实验室内，将收集到的土壤动物跟据《中国土壤动物检索图鉴》在体式镜(olympusszx16)下鉴定，统计倍足纲各类群的个体数量，并换算成密度个/m²；用常规方法分析土壤化学性质。

步骤4：研究发现倍足纲带马陆目（主要是奇马陆科和矛带马陆科）土壤动物仅出现在中度退化草甸中，密度在4~1038个/m²之间，平均密度在139个/m²（其中奇马陆科密度在4~956个/m²之间，矛带马陆科密度在4~532个/m²之间，平均密度分别为115.69个/m²和94.79个/m²）。进一步分析发现，带马陆目的密度与有效磷（r=0.73，p<0.001）和有效钾（r=0.59，p<0.01）显著相关；而中度退化草甸的土壤有效磷和有效钾含量显著高于其他三个退化阶段（表1）。该结果表明带马陆目可以作为高寒草甸中度退化阶段的指示生物类群。

表1高寒草甸四个退化阶段的土壤有效磷和有效钾含量

注：同一行中不同字母表示数据差异显著（p<0.05）。

几种判别高寒草甸退化指标的现有研究方法与本实施例的对比

（1）植物群落方法

植物群落调查主要为种类组成、盖度、高度、多度、频度以及生物量的测定，进而计算群落的多样性指标，如物种多样性指数、丰富度指数均匀度指数和优势度指数。一般高寒草甸退化程度增加，其植物盖度、草地质量和优良牧草地上生物量比例逐渐下降，草地间的相似性指数减小；而植物群落均匀度指数和多样性指数在中度退化阶段趋于最高，呈现单峰式曲线变化规律。

（2）土壤方法

土壤调查主要包括土壤种类、质地、土壤水分、容重、有机质以及土壤养分和元素特征等。一般随着高寒草甸的退化程度增加，草地质量指数随之逐渐下降，表土层（0~20cm）土壤有机质、速效磷和全氮含量均呈现不断下降趋势，但速效氮含量则不断上升。

（3）遥感方法

草地遥感主要是指从远距离高空及外层空间的各种平台上，利用微波、红外、可见光等电磁波测控仪器，通过摄影或扫描信息感应、传输和处理，从而研究草地植被的面积、类型、产量、位置及其与环境和气候相互关系与变化的现代技术科学。但遥感评价研究还存在几个重要问题需要解决，一是退化标准不统一，不同指标体系的应用使同一区域的评价结果之间难以进行比较；二是遥感数据应用存在误区；三是不同遥感平台和传感器遥感数据相互衔接也会增加结果的不确定性。

与植物群落、土壤和遥感方法相比，本发明提供的评价方法简单实用，成本较低，可快速高效的评价高寒草甸中度退化阶段，而且检测结果能够反映草地植物群落和土壤等环境的综合退化情况。另外，在使用植物群落和土壤等传统方法或遥感等现代技术判定高寒草甸退化阶段的同时，也可结合使用本发明，可提高结果的准确性。

尽管上面已经出示和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。