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SOIL ANIMAL
 

仪方生物提供土壤动物的采集,土壤动物采集包括两个方面,一是提取动物标本的方法,即如何把动物从它的生活基质(土壤和枯枝落叶)中提取出来;一是取样的方法,即如何确定被用作提取标本的基质样品在生境上的分布和数量。由于不同的研究目的,分类学和生态学的,定性的和定量的,所采用的方法都有所不同。土壤动物的分类范围很广,前已述及,一般从体型分大、中、小型的、小型湿生的和微小型的。不同类型也有不同的采集方法。下除主要介绍一些经典的通用的方法外,也介绍几个大门类的一些的采集方法。
1 取样方法
了解土壤动物的组成是土壤动物研究的一个基本内容,属于环境本底资料之一。要获取这些资料必先确定调查和采集方法。土壤动物组成的调查主要是定量调查,一般用每平方米面积含多少个体或生物量,即用个体数/m2或g/m3来表达。所以要求有一定的取样方法。取土的深度,应考虑当地土壤自然分层而异,通常在南方红壤地区,A1层不足10cm。目前通用分0~5cm、5~10cm3个层次的采样,但要尽可能与自然土层相符合,最好按自然剖面分层,不要在两自然层之间采样。
1.1 样地的选择 
样地的选择标准,视不同的研究目的而定。一次性的地域调查,当在该地最典型的植被类型中选择样地。地区性的调查,应包括该区主要植被类型或生境类型的各种样地。
作为一般性调查的样地,应具备如下条件:

  1. 坡度不大,石头较少;
  2. 基本无人类活动干扰;
  3. 不在生境边沿;

④避开蚁巢(小丘)和白蚁冢。
1.2  取样工具及其使用 
因为土壤动物个体小,通常要在野地上收集一定量的枯枝落叶或土壤(即取样)然后再用各种手段,获得其中的土壤动物标本。使用不同提取手段,就要使用不同的取样工具。
(1)土壤中大型土壤动物的取样 
青木等方法是直接挖取1/4m2,和一定深度的土壤(如15~20cm),当即进行手检,因此需要工具有:
尺、铁铲、枝剪(剪小树根用)、解剖盘、镊子和小瓶子(指管等)。
优点:容易获得完整的蚯蚓标本。
也有用不锈钢大环刀(图2.1)切入土中,由凋落物层至A1层,节入土中5cm,然后把枯枝落叶和土壤一起取出手检,此法可较容易取走土壤中大部分的大型土壤动物,但有些可能在5cm深以下的动物如蚯蚓和鞘翅目幼虫或蝉类若虫等就不能得到。
用直径8cm的取土器(图2.2)打入土层15cm,取出土芯,然后手检。以这种取样方法,可以把同样的取样面积分散到一个较大的范围内,因而可以克服动物分布不均匀所造成的取样偏差,在山地森林中取样也容易选择微地形,避开大树根和石头。如果是在自然保护区调查,更可减少取样对地面破坏。主要的缺点是有时取得的标本不完整(蚯蚓、金龟子幼虫等)影响种的鉴定。但如果配合专类标本的采集,可以协助标本的鉴定。
(2)枯枝落叶取样 
最简单的取样工具是边长各为25cm的正方形铁丝框和一把小花铲,用铲子将框内枯枝落叶层刮起,装入袋子,带回室内处理。该法简便,但一些爬得快的动物,如蜘蛛、蜚蠊、蜈蚣等容易逃逸。如改用大型环刀(见图2.1)可以阻止这种情况发生。如环刀的截面积定为1/10m2,更便于定量计算。
(3)为小型干、湿漏斗用样品 
小型干、湿漏斗主要是用来收集小型节足动物的。因所需样品体积小,故有专门的定量取样器。有直径5cm ,高5 cm的环刀(为小型干漏斗用)和直径3 cm,高3 cm的环刀(为小型湿漏斗用)。这两种都分层取样的,但取第二、三层(土层)时需在土层剖面上横向凿取。这种方法要挖土壤剖面,对地面破坏较大。另外,将环刀横向取样,无法确定取样面,故最好用圆凿(图2.2)它可在同一孔中分层取样,无需挖土层剖面,并能准确计算采集面积。这种取样器还有另一形式,见图2.4。它能保存完全的土壤结构,对研究土壤动物,土壤结构两者的相互关系尤为适宜。
1.3取样数目的确定 
按以上介绍小样方分散取样的方法,能养活工作量,并获得较有代表性的资料。那么分散取样要取多少个,要分散到多大面积才能获得最多的类群数,这是一个有意义的研究课题。据陈茂乾等(1990)用取样数目和获得土壤动物的类群总数的关系曲线来论证(图2.3)鼎湖山森林土壤动物调查中的取样10个(用直径8cm)铜筒取样手检,10个为一组,共10组,其他方法取样均为10个)的可能性。鼎湖山地处我国亚热带最南边,所得结果仅可作为参考,其他地区应根据初试结果进行增减。
2  标本采集
2.1基本采集设备 
最常用采集设备有干漏斗(Tullgren装置)和湿漏斗(Baermann装置)及其各种改良型。是根据土壤动物怕光、怕热、怕干燥等行为而设计的。由于调查地环境条件,工作条件和调查者的要求各有不同,把这两类漏斗装置改制成各种形式,但原理总是一样。
(1)干漏斗法 
根据不同要求,有小型、大型和便携式3类(图2.5),它们都是由三个部分组成的。上部是罩及热源,大型的可用250W红外线灯泡,小型的可用40~60W灯泡,中部是金属网筛,供装料(土壤或枯枝落叶样品)用其网眼大小可根据要求而定,一般小型的,主要是收集跳虫、蜱螨等小节足动物或稍大的动物,网眼一般在1~2mm之间。要想落下的分离物少带泥沙杂物,网眼越小越好,但是能通过的动物个体大小就更受限制。第三部分是下面的收集漏斗,将通过网筛的动物(包括一些泥沙什物)收集到一个盛有75 %酒精的器皿内。小型干漏斗大多制作成由多个相连而成的烘虫箱或架,主要用于收集土壤中的小型节足动物。如果所取的土壤样品是成块状而不松散的,则网眼大些,有利于较大一点的动物通过。如果样品是松散的,网眼大则容易落下大量泥沙。为减少泥沙的下落, 可在网筛下加一块凿有许多小圆孔的挡板。大型的和便携的干漏斗主要用于收集枯枝落叶叶的动物,网眼一般在3~5 mm之间。
(2)湿漏斗法 
湿漏斗是收集小型湿生土壤动物的,是为适应其不耐干,活动能力差的特点而设计的。其基本结构也是分成与干漏斗相类似的三个部分,罩及热源没有什么区别。中部装土样部分也只是网眼不同,一般用60目的尼龙纱,下部的漏斗要装水(水位一般浸没试样)。漏斗下的细管接一橡胶管,并用止水浃 夹住(图2.6)。土样中的小型湿生动物,如线虫、线蚓、熊虫、甲壳纲、双翅目幼虫等,因受到上面加热的影响,往下移动,并穿过网筛进入水中,由于比重大于水而继续往下沉,聚集到胶管下端,放开止水夹,即可将聚集的动物注入盛虫的器皿内,留作镜检或再作杀死固定处理。根据采集目的,也有小型和大型之分。
改良型的干湿漏斗  这是作者根据以上介绍的基本结构,经多年实践,结合实际情况改良而成的。
(3)改良的大型干漏斗 
上部和下部均与原型相似,改良之处在于中部的网筛,这部分制作成独立的装料部分。其底部为复式的筛网,小网眼竖向,大网眼横向(图2.7),其制作方法是:在10×10(mm)的铅丝网上,按每间2格铺上一条宽20mm,网眼仅1×1(mm)的细铅丝网。另外用网眼为在10×10(mm)的铅丝网取(宽5眼的长条)从中眼弯曲成屋顶形。再将两边各一格垂直向下弯成屋的“边墙”, 也可以将“边墙”多余的铅丝剪去,只留下几根“柱”。然后将弯好的棚架固定在未铺细钻丝网的空格上,使棚顶的檐边与下面的细铅丝网之间的高度不低于8mm。最后在棚顶上盖上1×1(mm)的细铅丝网。这样,小于1mm的动物可以直接下落,而大型的动物可以横向移动,通过棚顶与下层细筛网之间的空隙,再下落。用这种改良型的网筛网,既可以较大限度地阻隔细沙和有机碎片,又可让大、中、小型动物都能通过。大型土壤动物蜚蠊、蟋蟀、大蜈蚣,甚至腹襞蛞蝓等都可以收集到。在定量调查时,往往枯枝落叶样品较多,一个个铺开来手检,是很费工的,尤其是枯枝落叶很湿时(在热带雨林中调查是难免的),许多动物与落叶粘在一起不易发觉。如遇蜚蠊,蟋蟀、蜘蛛等跑得很快的大型动物时,常顾此失彼,用这种改良的大型干漏斗,可以减少这些麻烦。
(4)火电两用的干式烘虫箱 
这是复式的小型干漏斗装置(每箱8个),是为不能全天供应电的地方而设计的,在转移调查地点时,也可作工具箱用。装置由两大部分组成:一是干漏斗本身;二是作为支架并供火热和电漏斗(直径12cm)改短而成(柄管只留2~3cm),由本箱中隔板的大圆孔支承,漏斗下部厌一短橡胶管,用于接驳集虫指管,管内加入75%酒精。木箱下部的内壁涂成黑色,适应土壤动物避光性。干漏斗的网筛可用硬纸制成,其直径比玻璃漏斗略小,高7cm,网眼2×2(cm)。如果调查地的土样不是松散的,可成团倒入在网筛内。如果是松散的,可在网筛下再加一个用塑胶片制成的较浅的漏斗,以阻隔落下之泥沙。在没有电供应时,可改用酒精灯加热。即将箱盖扬起,在两排漏斗之间插入用锌铁皮制成的筒通,然后在木箱上部两边插入玻璃板,在其上再盖上玻璃板,仅留筒通口, 最后在箱外的筒通下口点燃酒精灯。经对照试验,用全电加温方法和火与电加温方法收集的效果是一样的。但如在火与电加温的使用时用挡沙漏斗,对跳虫、蜱螨有明显影响,前者会少收集50%,后者会少收集60%。故当样品不是沙质土样时,不宜增加挡沙漏斗。
(5)便携式大型干漏斗 
这是用软料制成的,它便于流动性大,工作条件差的情况下使用(图2.9)上部不用罩,仅装一吊灯250W红外灯泡或直接用太阳光加热。中部可沿用上述的复式网筛。下部的收集漏斗用塑料薄膜制成。上口边缘粘连硬铁丝圈,另将有螺口的小瓶盖开洞粘在漏斗的下口处,以便于装卸接收瓶、收集漏斗外面要用黑布或黑纸套上,否则一些虫子是不下落的。整套装置(包括灯都可以利用就地条件)用蝇子吊起来。用此法有两种情况必须注意:①如若在晚上操作必须注意,勿让趋光性的虫飞入工作间;②如在白天在户外利用太阳的光热来烘虫,要注意避免风吹。因为装置强烈摆动会使大量枯枝落叶落入收集瓶内。
(6)火电两用湿式烘虫箱 
箱体结构与干式的类似。每个箱内装湿漏斗10套,下部集虫的漏斗是用一般的小玻璃漏斗。口径为8cm。漏斗下套一长约121cm软胶管,看工作的需要胶管可用一个或两个止水夹。中部的装料网筛可用罐装饮料瓶制成将无用的饮料罐剪成5cm高的圆筒,将一端筒口(约深3mm)用尖嘴钳夹成喇叭形,然后用万能胶粘上60目尼龙纱。为减少细泥沙落入水中,在装料筛网下再加设一个用塑胶片制成的挡泥漏斗(式样与干漏斗的相同)。
湿式烘虫箱也是为流动性大,电力供应差的工作条件而设计的。
(7)大型湿漏斗 
有时为专门研究目的,如要测量线虫,线蚓的热值或要测量它们的个体重量(用于推算生物量)都要获得大量的标本,故要有大型设备,如果用250W红外线灯泡作为热源,那么盛水的漏斗直径可扩大到35cm,漏斗壁浦坡度在15°~20°之间,与漏斗体连接的柄管直径以能连接医用输液胶管为宜。装料的筛网用1×1(cm)铁丝网弯成盘状,其直径小于3.5cm边高3cm,另用60目的尼龙纱制成内套放于其内(图2.10),装料时要把料均匀铺平。这种大型湿漏斗,由于其坡度小,可以留住落下的泥土,而动物会因避热而慢慢顺坡移动,落入收集管内。用这种装置可以获得大量而不含杂物的动物。如线蚓,一次能获数千条。
3干事漏斗操作要点
3.1置放样品  
无论干事漏斗在放入土壤或枯枝落叶时,都要把干燥的筛放在解剖盘内加料。如是干漏斗,应同时在漏斗下接防一干燥的接受容器。网筛装好料后,在解剖盘上抖动一下,使容易落下的沙土杂物先行落下,方可将网筛放入漏斗中,再将漏在解剖盘中和接收容器中的东西,轻轻倒回网筛内。如系水漏斗,在装好料后,有网筛外边慢慢地加入清水,直至水接触试料底部。这些操作都是为了避免过多的沙土杂物落下。在使用大型干漏斗时,枯枝落叶不要放的太厚,否则温度达不到底部,有些虫就不肯落下。如果样品是整块的土块,则将土块倒置于筛网上(采样时要记住或加注土块上下的标志)。
3.2小型干、湿漏斗得控温   
这类漏斗主要是针对土壤中的小型动物。它们因本身活动能力较差,也因土壤的阻碍而不容易通过。故样品的升温要求速度放慢,否则有些动物会来不及逃离而被热死。一般维持的翁度不要超过35℃。整个收集时间一般要用24或48小时,时间的长短视收集目的和样品装填的厚薄而有变动,如只有收集蜱螨目及弹尾目装料也较薄,加热水器24小时即可(见图2.11)。使用小型湿漏斗时需注意,落于水中的线蚓,会因时间太长而死亡,自溶,所以从开始加热后期4小时就要取出一次,杀死固定。以后相隔时间可以长些。
3.3大型干、湿漏斗的控温 
大型干漏斗是处理枯枝落叶的,无论大、小土壤动物的移动都不会受阻碍。能较快地逃离,所以加热温度可以稍高一些。加热时间视枯枝落叶的温度而定,一般在30~40分钟,要使底部都干、热为止,大型湿漏斗,只为大量收集标本,又要求高的收集绿,可以用大功率的灯泡,大约加热2小时,漏斗上部水温达到40℃左右即可。

 

 

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