一种利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法技术

本发明专利技术涉及一种利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法，该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法


[0001]本专利技术涉及草地生态环境
，尤其涉及一种利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法。

技术介绍

[0002]高寒草地是中国西北主要的草地类型，是中国西部重要的生态屏障。近年来，在气候变化和放牧扰动的交互影响下，高寒草地面临着严重退化的危机，其生态功能持续下降，从而影响高寒草地生态系统的安全与稳定。因而，高寒草地退化程度的监测与评估对指导放牧具有重要意义，依据草地退化程度制定科学的放牧制度有利于维持高寒草地土壤生物多样性和土壤多功能性，从而保障高寒草地生态系统的健康与稳定。
[0003]高寒草地退化评估多集中在地上植被和土壤理化性质等方面，高海拔地区植被盖度及物种多样性的地面调查评估需要耗费大量的人力和物力，而遥感影像和无人机又难以准确衡量高寒草地土壤生态系统的退化程度。虽然高寒草甸土壤理化性质分析野外样品采集成本相对较低，但室内分析过程复杂，成本较低。此外，土壤理化性质的变化往往是高寒草地放牧扰动长期作用的结果，难以起到快速和准确评估高寒草地的退化危机。近年来，随着高通量等分子测序技术的快速发展，土壤微生物遗传多样性研究较多，它不仅测试成本高且结果变异性较高，土壤微生物对土壤理化性质变化有一定的指示作用，还难以准确衡量高寒草地退化状态。
[0004]土壤动物是联系植物和土壤之间纽带，它是土壤食物网的关键组分，调控凋落物分解、养分循环和有害物物质降解过程。因而，利用土壤动物（主要是节肢动物）它对高寒草地植被和土壤环境变化响应快速和敏感的特点，通过短期排除放牧和放牧条件下大型和中小型土壤节肢动物群落结构比较可以准确衡量放牧导致的植被和土壤的退化程度。然而，土壤动物种属信息的确定一直是土壤生态学研究的难点，中小型土壤动物及幼虫或若虫鉴定成本高和时间长，这也限制了土壤动物群落中优势种、属或种群在草地等环境退化监测中的应用。此外，草地退化过程中种或属的分布会因退化程度加剧或是气候异常变化而消失，其数量或种属变化无法准确反映环境退化程度。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简单、准确、成本低的利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法。
[0006]为解决上述问题，本专利技术所述的一种利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法，包括以下步骤：
⑴
高寒草地土壤节肢动物科和目的本底信息收集；
⑵
计算不同退化程度高寒草地大型和中小型土壤节肢动物个体数和类群数差异程度，依据土壤节肢动物个体数和类群数编制高寒草甸退化程度评估表；
⑶
建立评估样地：
在需要评估退化程度的高寒草地选择具有代表性的区域，设置短期围封禁牧和自由放牧样地，或是利用已有的夏季放牧和冬季放牧牧场建立对比样地；
⑷
在评估样地按照采集规范收集大型和中小型土壤节肢动物样品，依据检索图鉴确定科或目信息，按照科或目统计其个体数和类群数，通过统计分析确定禁牧和放牧条件下大型和中小型土壤节肢动物差异程度；
⑸
参照退化程度评估表确定高寒草地退化程度。
[0007]所述步骤
⑴
中高寒草地土壤节肢动物科和目的本底信息收集是指先收集不同退化程度高寒草地土壤节肢动物样品、标本和生态照片；然后编制高寒草地土壤节肢动物名录；再利用标本照片及生态图片编制科或目检索表并统计其个体数量。
[0008]所述步骤
⑵
中高寒草甸退化程度评估表的编制方法如下：a 建立不同退化程度高寒草地土壤节肢动物监测样地；b在不同退化程度高寒草地选择冬季牧场（无放牧）和夏季牧场（存在放牧）或是通过围栏排除放牧在高寒草地建立放牧存在和无放牧存在的土壤节肢动物采样区，分别采集两个动物采样区大型和中小型土壤节肢动物样品，统计大型和中型土壤节肢动物个体数和类群数；c利用Mann
‑
WhitneyU
‑
test检验不同退化草地生境放牧和禁牧处理下大型和中小型节肢动物个体数和类群数差异的显著程度；d 编制不同退化程度高寒草地大型和中小型土壤节肢动物个体数和类群的评估表。
[0009]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术通过前期在该区土壤动物分布及多样性的系统研究，明确高寒草地土壤动物物种数较低，许多物种属于单科单属（如狼蛛、石蜈蚣和大蚊科幼虫），在科和目水平计算群落结构参数可以准确反映群落变化。利用土壤动物群落变化指示高寒草地退化比指示种更有效且应用范围广，这避免了因气候变化或退化程度加剧导致的物种丧失无法衡量高寒草地退化过程。
[0010]2、本专利技术利用土壤节肢动物对放牧导致的植被高度和土壤物理形状的变化响快速、敏感的特点，提出通过比较有放牧和无放牧条件下土壤节肢动物群落差异程度来评估草地退化程度，可以排除因气候异常变化或是退还程度加剧导致的单个土壤动物种或种群个体数量和物种丰富度的指示值及指示强度变化的影响。
[0011]3、本专利技术利用可以准确反映土壤健康及其多功能性的生物指标——土壤节肢动物群落变化衡量高寒草地退化程度可以降低野外和室内分析成本，提高了工作效率，可快速和准确评估。同时，也为高寒草地退化程度评估提供了新的思路和方法。
附图说明
[0012]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0013]图1为本专利技术中大型（
○
）和中小型（
□
）土壤节肢动物样品采集示意图。
[0014]图2为本专利技术中改进陷阱收集器布设示意图。
[0015]图3为本专利技术中改进干漏斗分离器分离样品示意图。
[0016]图4为本专利技术中轻度、中度和重度退化生境围封禁牧和自由放牧处理下高寒草甸
大型土壤节肢动物群落NMDS排序图。
[0017]图5为本专利技术中围封禁牧和自由放牧处理下大型和中小型土壤动物个体数、类群数与土壤水分的相关性。
具体实施方式
[0018]一种利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法，包括以下步骤：
⑴
高寒草地土壤节肢动物科和目的本底信息收集，主要通过生态调查获取土壤名录和科或目信息的标本和生态照片。
[0019]高寒草地土壤动物本底信息匮乏，需要进行土壤动物物种信息的野外调查和收集。因此，高寒草地土壤节肢动物科和目的本底信息收集是指先收集不同退化程度高寒草地土壤节肢动物样品、标本和生态照片，即：利用扫网、手检和采土等收集大型和中小型土壤节肢动物标本，拍摄标本和生态照片用于编制土壤动物名录和科或目信息检索图鉴；然后编制高寒草地土壤节肢动物名录；再利用土壤动物标本照片及生态图片编制科或目检索表，以快速确定科和目信息并统计其个体数量；编制土壤动物名录用于核对检索信息的准确性。
[0020]⑵
计算不同退化程度高寒草地大型和中小型土壤节肢动物个体数和类群数差异程度，依据土壤节肢动物个体数和类群数编制高寒草甸退化程度评估表。具体编制方法如下：a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法，包括以下步骤：
⑴
高寒草地土壤节肢动物科和目的本底信息收集；
⑵
计算不同退化程度高寒草地大型和中小型土壤节肢动物个体数和类群数差异程度，依据土壤节肢动物个体数和类群数编制高寒草甸退化程度评估表；
⑶
建立评估样地：在需要评估退化程度的高寒草地选择具有代表性的区域，设置短期围封禁牧和自由放牧样地，或是利用已有的夏季放牧和冬季放牧牧场建立对比样地；
⑷
在评估样地按照采集规范收集大型和中小型土壤节肢动物样品，依据检索图鉴确定科或目信息，按照科或目统计其个体数和类群数，通过统计分析确定禁牧和放牧条件下大型和中小型土壤节肢动物差异程度；
⑸
参照退化程度评估表确定高寒草地退化程度。2.如权利要求1所述的一种利用土壤节肢动物监测高寒草地退化程度的评估方法，其特征在于：所述步骤
⑴
中高寒草...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继亮，赵文智，罗维成，陈生云，
申请(专利权)人：中国科学院西北生态环境资源研究院，
类型：发明
国别省市：