干旱区绿洲扩张方式对土壤生物优势类群及功能的影响

内陆干旱区人口数量急剧增加驱动了绿洲快速扩张, 扩张方式主要包括: 灌木地、林地和农地扩张, 尚缺乏绿洲扩张方式对土壤生物多样性和生态系统服务功能影响的研究。本文以河西走廊黑河中游张掖绿洲为研究区域, 选择绿洲边缘天然草地及其转变的人工梭梭(Haloxylon ammodendron)灌木地(无灌溉)、人工杨树(Populus gansuensis)林地(灌溉)、玉米(Zea mays)地(灌溉 + 施肥)为研究对象, 测定了4种生境土壤食物网中9种优势功能类群的密度以及反映土壤生态系统功能特征的有机碳储量、氮储量、磷储量与土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性。主要结果如下: (1)灌木地扩张显著降低了甲螨、植食性昆虫密度, 增加了跳虫、捕食性螨密度和真菌的OTUs, 对其余类群无显著影响; 林地扩张增加了捕食性节肢动物、植食性昆虫、捕食性螨、跳虫、甲螨的密度及细菌和真菌OTUs, 对其余类群无显著影响; 农地扩张增加了蚓类、捕食性节肢动物、捕食性螨、跳虫、甲螨的密度及细菌和真菌的OTUs, 对其余类群无显著影响。(2)林地和灌木地扩张显著提高了土壤有机碳储量和氮储量, 而农地扩张显著提高了土壤有机碳储量、氮储量和磷储量。(3) 3种扩张方式显著提高了土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性, 玉米地和杨树林地土壤酶活性的增幅高于灌木地。人工绿洲扩张方式显著和有差异地改变了土壤食物网结构及其生态功能水平, 该结果对建立基于土地利用结构优化调控的人工绿洲生物多样性保护管理新方法具有重要意义, 并为人工绿洲生态系统功能稳定性评价研究提供了基础资料