（动物学专业论文）贵州情人谷河边洞和岩炭洞洞内洞穴动物的生态学研究.pdf

贵州情人谷河边洞和岩炭洞洞内洞穴动物的生态学研究 摘要 本文以贵州省贵阳市情人谷河边洞和修文县岩炭洞为研究对象， 研究其动物群落结构特征以及空间分布等。在2 0 0 8 年7 月2 日至7 月1 4 日，对贵阳市情人谷河边洞和修文县岩炭洞进行环境调查和标 本采集，其中情人谷河边洞共获标本3 1 2 3 号，经初步鉴定隶属于3 门8 纲1 4 目3 3 科4 5 种；岩炭洞共获标本3 4 5 号，经初步鉴定隶属 于3 门7 纲1 0 目2 3 科2 8 种。根据情人谷河边洞和岩炭洞不同光带 中洞穴动物类群和个体数量组成不同，可将其划分为a 、b 、c 、d 、e 、 f6 个动物群落。 初步研究了洞穴动物群落的多样性指数和相似性指数，并研究了 群落多样性指数与部分环境因子的相关性，结果表明：d 群落的物种 丰富度最高( 4 6 0 4 2 ) ，f 群落的物种丰富度最低( 1 3 6 3 0 ) ；d 群落 的多样性指数最高( 2 7 7 2 6 ) ，f 群落的多样性指数最低( 1 2 4 3 2 ) 。 群落均匀度指数最高的的是群落d ( 0 8 7 8 0 ) ，最低的是群落c ( 0 4 8 4 4 ) 。群落优势度最高的是群落a ( o 4 1 8 9 ) ，群落优势度最 低的是群落d ( o 0 2 2 0 ) 。6 个群落的物种丰富度指数的变化趋势为： d 群落 a 群落 c 群落 b 群落 e 群落 f 群落，群落多样性指数 的变化趋势为：d 群落 e 群落 c 群落 a 群落 b 群落 f 群落。 从群落的相似性指数来看，群落b 与群落c 之间的相似性指数最高， 其相似性指数为0 6 9 2 3 ，群落b 与群落f 之间的相似性指数最低， 其值为0 0 1 3 7 ，可以看出同一洞穴的相邻洞段的相似性指数较大， t 不同洞穴的不同洞段的相似性指数较低。通过多样性指数与环境的 p e a r s o n 简单相关分析得知，群落均匀度指数、多样性指数与土壤 p h 值呈显著正相关，其相关系数为0 8 9 9 。群落优势度指数与土壤 p h 值呈显著负相关，其相关系数为一0 9 7 6 。 此外，还研究了两个洞穴的土壤、水和主要动物类群的重金属含 量，其研究的结果表明，在所测定的8 种重金属中，6 种动物类群体 内的含量变化趋势是：( 1 ) 蜘蛛：f e z n c u n i p b a s h g c d ； ( 2 ) 斑灶马：f e z n c u p b a s c d h g ；( 3 ) 鼠妇：f e z n c u n i p b a s c d h g ；( 4 ) 马陆：f e z n c u p b n i a s h g e d ；( 5 ) 蝙蝠：f e c u z n h g p b a s c d ；( 6 ) 山蛩虫：f e z n c u n i p b a s h g c d 。z n 和c u 在各动物类群中含量较高，p b 、a s 和 c d 的含量较低。利用简单相关分析了马陆对各重金属的富集系数与 部分环境因子间的相关性，其结果表明：马陆对c d 的富集与土壤有 机质含量呈显著正相关有关，其相关系数为0 9 8 8 ；与土壤的p h 值 呈显著正相关，相关系数为0 8 1 5 。此外马陆对z n 的富集还与土壤 的c a 含量呈显著正相关，其相关系数为0 8 9 3 。马陆对重金属的富 集与其余所测定的环境因子无显著相关性。通过多元线性回归分析了 马陆体内各重金属含量与部分环境因子的相关性，其结果表明，马陆 体内的重金属含量与土壤的p h 值、磷的含量和它们对应的重金属含 量有线性关系，与其它环境因子无显著线性关系。 关键词：洞穴动物，生态学，情人谷河边洞，岩炭洞，贵州 i i e c o l o g i c a ls t u d yo na n i m a l si nh e b i a nc a v eo fq i n g r e nv a l l e ya n d y a n t a nc a v eo fg u i z h o up r o v i n c e a b s t r a c t t h ec a v ea n i m a l so fh e b i a nc a v eo fq i n g r e nv a l l e y ，g u i y a n g ，a n d y a n t a nc a v eo fx i u w e ni ng u i z h o uw e r er e g a r d e da st h em a i n i n v e s t i g a t i n gt a r g e t t h ec o m m u n i t ys t r u c t u r eo fc a v ea n i m a l a n dt h e i rs p a t i a ld i s t r i b u t i o nw e r ei n v e s t i g a t e da n da n a l y z e d t h r o u g hs y s t e m a t i c a li n v e s t i g a t i o ni nj u l y ，2 0 0 8 ，3 1 2 3s a m p l e s w e r ec o l l e c t e di nh e b i a nc a v eo fq i n g r e nv a l l e y ，t h e yw e r e4 5 i e sb e l o n 31 a8c l a s s e s7d e r s3 3f amiliesspecles b e l o n g i n gt op h ya c l a s s e s7o r d e r s3 3 a l n l l l e s 上 3 4 5s a m p l e sw e r ec o ll e c t e di ny a n t a nc a v e ，t h e yw e r e2 8s p e c ie s b e l o n g i n gt o3p h y l a7c l a s s e s7o r d e r s2 3f a m i1i e s a c c o r d i n g t ot h ed i f f e r e n c eo fs p e c i e sa n di n d i v i d u a lq u a n t i t y ，t h ec a v e a n i m a l sa r ec o m p o s e do f6a n i m a l sc o m m u n i t ys u c ha sa ，b ，c ， d ，e ，f i t sp r e l i m i n a r i l ys t u d i e dt h a tt h ei n d e xo fr i c h n e s s ( 历，i n d e xo fd o m i n a n c e ( d ，i n d e xo fd i v e r s i t y ( 7 ) a n di n d e x o fe v e n n e s s ( ) a n d s i m il a r i t yi n d e xb e t w e e ne v e r yt w o c o m m u n i t i e s ，a n dt h ec o r r e l a t i o nb e t w e e ne a c hd i v e r s i t yi n d e x a n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r s t h er e s u l t so ft h ea n a l y s i ss h o w e d t h a tt h eh i g e s ti n d e xo fr i c h n e s sw a sc o m m u n i t yd ( 4 6 0 4 2 ) ，t h e i l l l o w e s to n ew a sc o m m u n i t yf ( 1 3 6 3 0 ) t h eh i g h e s ti n d e xo f d i v e r s i t yw a sc o m m u n i t yd ( 2 7 7 2 6 ) ，t h el o w e s to n e w a sc o m m u n i t y f ( ( 1 2 4 3 2 ) ) t h eh i g h e s ti n d e xo fe v e n n e s s w a sc o m m u n i t yd ( 0 8 7 8 0 ) ，t h el o w e s to n ew a sc o m m u n i t yc ( 0 4 8 4 4 ) t h eh i g h e s t i n d e xo fd o m i n a n c ew a sc o m m u n i t ya ( o 4 1 8 9 ) t h el o w e s to n e w a sc o m m u n i t yd ( 0 0 2 2 0 ) a n dt h ed e g r e eo fr i c h n e s sg r a d a t i o n o fe v e r yc o m m u n i t yf r o mt h eh i g h e s tt ot h el o w e s tw a st h ea s f o l l o w i n g ：d a c b e f ，t h ei n d e x o fd i v e r s i t y g r a d a t i o no fe v e r yc o m m u n i t yf r o mt h eh i g h e s tt ot h el o w e s tw a s a st h ef o l l o w i n g ：d e c a b f t h eh ig h e s t s i m i l a r i t yi n d e xw a sb e t w e e nc o m m u n i t yba n dc ( 0 6 9 2 3 ) ，t h e l o w e s ts i m il a r i t yi n d e xw a sb e t w e e nc o m m u n i t yba n df ( 0 0 1 3 7 ) t h es i m i l a r i t yi n d e xb e t w e e nn e i g h b o r i n gc o m m u n i t y i nt h es a m ec a v ew a sh i g h e r ，b u ts i m il a r i t yi n d e xi nd i f f e r e n t c o m m u n i t yw i t hl o n g e rd i s t a n c ea n dt h ed i f f e r e n tc a v ew a s 1 0 w e r t h r o u g hd i v e r s i t y i n d e xa n de n v i r o n m e n t a lf a c t o r sw e r e c o r r e l a t i o n ，t h er e s u l t so fa n a l y s i ss h o w e dt h a tt h ei n d e xo f d o m i n a n c e ( da n di n d e xo fd i v e r s i t y ( h 7 ) h a dt h es i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o nw i t hp ho fs o il ( 0 8 9 9 ) ，t h ed e g r e eo fe v e n n e s s ( ，7 ) h a dt h en e g a t i v ec o r r e l a t i o nw i t hp ho fs o i l ( - 0 9 7 6 ) b e s i d e ，c o n t e n t so fe i g h th e a v ym e t a le l e m e n t si ns i x a n i m a ls a m p l e si nh e b i a nc a v eo fq i n g r e nv a l l e ya n dy a n t a nc a v e i v w e r ea n a l y z e d t h er e s u l t so fc o n t e n to fh e a v y m e t a ls h o w e dt h a t t h ed if f e r e n ta n i m a lh a dt h ed if f e r e n tc o n t e n to fh e a v ym e t a l ， c o n t e n t so fz na n dc uw e r eh i g h e r ，c o n t e n t so fp b 、a sa n dc d w e r el o w e r i tw a sa n a l y z e dt h a tt h er e l a t i o nb e t w e e nt h e r e m a i n e dc o n t e n to fh e a v ym e t a lo fs i xa n i m a ls p e c i e si nt h e t w oc a v e sa n dt h ee n r ic h m e n tin d e xo fh e a v ym e t a la n dt h e yw e r e a n a l y z e da n dp a r to fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r s t h er e s u l t so f w h i c hs h o w e dt h a te n r i c h m e n ti n d e xo fh e a v ym e t a lo fd i p l o p o d h a dt h es i g n i f i c a n t l yc o r r e l a t i o nw i t hc o n t e n to fo r g a n i c m a t t e ri ns o l la n dp ho fs o i la n dc o n t e n to fc a l c i u mi ns o l l t h er e s u l t so fs h o w e dt h a tc o n t e n t so fh e a v ym e t a li nd i p l o p o d h a ds i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o nw i t hp ho fs o i lo rw a t e ra n d p h o s p h o r u si n s o i1 ，a n di th a dn o tc o r r e l a t i o nw i t ho t h e r e n v i r o n m e n t a lf a c t o r si ns o il k e y w o r d s ：c a v ea n i m a l ；h e b i a nc a v eo fo i n g r e n ；y a n t a nc a r e ； g u i z h o up r o v i n c e v 学位论文原创性声明和关于学位论文使用授权的声明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人或集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：彭缸梅 砷年6 月f 日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州师范大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅： 本人授权贵州师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：彰在嗨 导师签名： 6 1 躺滗 庆呷私月f 日 前言 喀斯特( k a r s t ) ，是岩溶的同义词，原是斯洛文尼亚西北部石灰岩台地的 地名，当地称k r a s ，德语叫k a r s t ，后被借用为石灰岩地区的溶蚀作用形成的 地貌名称。中国的喀斯特面积达3 4 4 万平方公里，约占国土面积的1 3 。贵州 又是全国喀斯特地貌面积分布较集中的省区之一，其喀斯特地貌分布面积为 1 0 9 l 万平方公里，占全省国土总面积的7 3 8 而且形成的岩溶洞穴多和类型 复杂，这为研究本地区洞穴动物提供了有利条件。在喀斯特地区，普遍存在喀斯 特洞穴和地下河，它们是地球自然景观的一个重要组成部分。洞穴环境的特点是 黑暗带无光照，湿度较高，温度较恒定，是一个与地表完全不同的地下环境。洞 穴被认为是天然的实验室( m o o r e ，1 9 9 7 ) 和生物基因库，其中富含具有人类文明 历史、地质地貌史、环境变迁史等多功能多形式多层次的洞穴生物及其化石群。 洞穴动物是洞穴环境中特别重要的生物类群，其研究成果在国内外都有相当多的 报道。 国外对洞穴动物的研究现状 对洞穴生态的研究主要是对洞穴生物的研究，洞穴生物，即生活于洞穴或地 下河环境中的所有生物类群，包括洞穴中的动物、植物、微生物等。1 8 、1 9 世 纪存德国、俄罗斯、美国、法国等国相继发现并研究了洞穴动物阻3 。1 8 4 9 年，丹 麦人塞特博士对洞穴动物进行了初步分类，1 8 5 4 年，法国人s c h i n e r 正式将洞 穴动物分成真洞穴动物( t r o g l o b it e s ) 、半洞穴动物( t r o g l o p h il e s ) 和洞栖动物 ( t r o g l o x e n e s ) 三大类汹3 。1 8 7 0 年后，国际上洞穴生物的研究工作开始有了较大 的发展。特别是2 0 世纪的近百年间，涌现出一大批的洞穴生物学家，并发表了 大量的有关洞穴生物研究的专著和论文，且对洞穴动物的形体构造、消化系统、 遗传、繁殖、生理、生态方面的研究并取得了较大的成果。如1 8 7 2 年，美国人 珂佩发表了洞穴动物群落结构研究论文旧1 ；1 8 8 6 年，帕卡顿发表了关于北美洞 穴生物研究的专著；1 9 2 7 年，法国学者贾内尔完成了法国洞穴动物志3 ； f m a g u s a r 于1 9 1 4 年提交了洞穴动物生态的第一篇论文嬲呻，1 9 7 0 年国际洞 穴协会创办了国际洞穴杂志；1 9 7 5 年日本洞穴协会又创办了日本洞穴杂 志，这些刊物不仅刊登大量的有关洞穴发育、洞穴生态、洞穴气候等方面研究 文章，更用很大的篇幅刊载各国洞穴生物研究论文，发表洞穴生物新种，研究的 内容几乎包容了洞穴生物的所有类群m 9 1 。近十几年来，不少国家对洞穴生物研究 更为重视，如美国、英国、法国、德国、印度、日本、意大利、澳大利亚、南斯 拉夫、斯洛文尼亚、罗马尼亚、葡萄牙、巴西、斯洛伐克、奥地利、波兰、墨西 哥、西班牙、摩洛哥、克罗地亚、挪威、瑞士、比利时、赞比亚等，在洞穴生物 的各个方面，进行了大量的卓有成效的工作，并取得了不少研究成果，主要集中 在动物的分类m 哪3 、区系3 、生态、物种和群落多样性嘶3 、遗传变异、演 化阳7 3 等方面。 国内对洞穴动物的研究现状 我国对洞穴生物的研究起步较晚，但是有关洞穴生物的研究在国内已有不少 的报道乜刊，同时也出现了一批有关洞穴生物的研究者，如陈会明睁引、陈樟福n 。1 、 王福星n 2 q 钔、张贞华“引、冉景丞n 6 叫刖、黎道洪n 3 3 等对洞穴动物的分类、区系分 析等方面做了大量工作，发表了不少新种。总结以上研究者的文献来看，其研究 的区域主要涉及到广西、贵州、云南、广东、浙江等主要喀斯特地区；研究的对 象主要以哺乳动物、鱼、节肢动物、环节动物和软体动物为主；同时关于洞穴动 物的群落结构以及多样性研究也有相关的报道。此外关于洞穴鱼类也有相关报 道，如陈银瑞口4 州3 、冉景丞等则对中国洞穴鱼类的分布区域进行了研究，分析了 洞穴鱼类的特征，洞穴鱼类仅分布于云南、贵州、广西等地区。同时陈银瑞通过 比较解剖、数值分类等生物学手段，研究了洞穴鱼类的系统发育及多个类群间的 亲缘关系，探讨了洞穴鱼类对洞穴水体环境的适应性，提出洞穴鱼类都是起源于 洞穴附近的地表水体，其特化程度与进入洞穴的时间有很大的关系。黎道洪、罗 泰昌等对贵州省和云南省洞穴软体动物、节肢动物、脊索动物的形态分类、群落 结构、季节动态、区系等进行了系统深入的研究，并发表了若干新种；同时，黎 道洪等同斯洛文尼亚专家组共同对两国的洞穴生物进行了对比研究，提出贵州洞 穴软体动物。真洞穴鱼较斯洛文尼亚丰富；分析了洞穴鱼对水温和p h 值的适应 范围。中国国家自然科学基金、云南省自然科学基金、贵州省自然科学基金、广 西壮族自治区自然科学基金、浙江省自然科学基金等基金组织也给予了洞穴生物 研究工作的极大支持。仅“云南省洞穴倍足类研究 一项内容，就在云南发现了 近鼎马陆科( p a r a c 6 r t i n i d a e ) 和双舌马陆科( s i n o c a l l i p o d i d a e ) 两个新科5 个 新属1 0 余个新种。“浙江洞穴蜘蛛研究 也发现了若干个新种等等。这些研究 2 都大大地推进了我国洞穴生物研究的发展，为中国洞穴动物研究奠定了基础。随 着研究的深入，研究内容从单一的分类学向生态、进化等方面发展，大量的洞穴 动物还有待于进一步研究发掘。 国内外重金属污染的研究简介 近年来随着各地区旅游业的发展，一些规模较大的洞穴被开发利用，洞穴 动物的生存环境不同程度地受到破坏，特别对一些珍稀濒危物种威胁更大。所以， 洞穴动物的研究越来越受到各个国家和人们的重视和关注。洞穴生态系统是一 个特殊的生念系统，其环境非常脆弱，一经破坏，几乎无恢复的可能，随着现在 地球生态环境的恶劣变化，许多专家学者开始对环境中的重金属进行研究。重金 属是指密度大于5 9 c m 3 的一类金属元素，大约有4 0 种，主要包括锡( c d ) 、铬( c r ) ， 汞( h g ) 、铅( p b ) 、铜( c u ) 、锌( z n ) 、银( a g ) 、锡( s n ) 等。砷( a s ) 是非金属，但 它的某些性质与重金属相似，所以也将其归为重金属。c u 2 + 、z n 2 + 、m n 2 + 、n i2 + 等重 金属离子是植物代谢必需的微量元素，但若它们过量则对植物有毒性，同时在动 物体内过多的富集也起到有害作用。 关于重金属污染对地表动物群落的生态影响研究，在国内外的报道也较多。 在国外有重金属对动物的毒害研究阳引、重金属污染与线虫群落结构啪1 、线虫对铜 的耐受性研究n 删、线虫关键种的指示作用n 0 1 3 、有壳变形虫作为指示生物的研究 i 0 2 、重金属对纤毛虫的毒性顺序研究n 嘲、国际上近2 0 年蚯蚓几乎被用于所有重 要土壤污染物的指示研究n 州、土壤重金属含量与蚓体含量的相关关系很密切而 且蚯蚓对一些重金属元素( c d 、p b 和z n ) 有极强的富集能力n l 、节肢动物和重 金属的关系研究n 嘲等。尤其在节肢动物方面的研究较多，重金属在节肢动物体 内的积累水平与其个体的大小、所处的营养级层次密切相关n 0 7 1 。此外还有研究 表明，土壤重金属的含量升高，节肢动物的多样性会下降( c a r u s o ae ta 1 网上 文献) ，但也有一些例外，如曾报道弹尾虫等小型节肢动物的多样性指数可随土 壤中c u 浓度的升高而直线增大n 鲫，还有人则发现土栖叶蜻的群落结构及种多样 性受土壤重金属( 含z n ，c u ，c d ，p b ，f e 等) 的影响并不严重n 嘲。鉴于节肢动物 与土壤重金属的密切关系，它们的某些生物指标可能可用于指示土壤重金属污染 程度、含重金属污水污泥投放的环境效应、污染治理效果等。总体而言，重金属 在节肢动物体内的残留量与其土壤中含量的关系极其复杂。已经发现土壤中的重 3 金属总量或可交换量并不能很好地指示节肢动物中的重金属含量，即两者并无必 然的对应关系n o ”。 在国内的研究主要在重金属对植物的影响方面，取得了很多的研究成果 n 2 蜘3 ，主要研究了重金属对植物的影响、植物对重金属的富集作用以及重金属污 染后的修复技术等内容。重金属对微生物的影响方面也有人做了大量的工作，其 研究的内容有重金属对土壤微生物的生态效应、重金属对微生物群落的影响以及 微生物方法在重金属污染处理中的应用现状等拍卜删。在水生生物方面的研究成果 更为突出，主要是水生动物对重金属的富集作用以及水生生物的重金属含量的研 究踊7 删。对于地表来讲，重金属主要存在土壤中，因此土壤富集的重金属太多， 对土壤也是一种污染哺引，由于土壤的重金属污染造成农田和森林系统的土壤动物 群落受到影响刊，土壤动物对重金属的富集作用以及毒理效应也有报道一， 应用甲螨检测土壤污染的研究口扪、土壤重金属污染对蚯蚓( o p i s t h o p o z a ) 影响 的研究m 1 、蚯蚓在德兴铜矿废弃地生态恢复中的作用口引、蚯蚓与重金属污染治理 及蚓粪应用的研究进展口5 。7 6 等。从环境科学角度来看，由于节肢动物群落是生态 系统的重要组成部分，研究其与土壤重金属的关系，可丰富对此类污染生态毒理 学效应的认识。有关土壤重金属向节肢动物传递的研究，主要集中在n i 、c d 、 c u 、z n 等少数几种重金属 。在环境指示物的研究中主要有环境重金属污染检 测研究的指示物大型野生哺乳动物、鸟类和花粉虫媒 引、环境重金属污染检 测研究的指示物小型野生哺乳动物和土壤动物口耵、土壤线虫对环境污染的指 示作用嘲】、土壤原生动物对环境污染的生物指示作用研究胁1 1 以及土壤环境污染中 的生物指示作用哺羽。然而在洞穴动物方面，有关这方面的研究还鲜见报道。因此， 本文主要研究洞穴动物的多样性和空间分布以及动物对重金属的富集程度等内 容。通过对贵阳市情人谷河边洞和修文县岩炭洞洞穴动物的研究，为这两个洞穴 的进一步研究提供一定的基础资料，而且对两洞穴的开发利用具有一定的参考价 值；同时对这两个洞穴中的6 大动物类群( 蜘蛛、斑灶马、马陆、蝙蝠、鼠妇、 山蛩虫) 的重金属( 铅、镉、汞、砷、铜、铁、镍、锌) 含量与洞穴的部分环境 因子进行相关分析，为确定洞穴土壤和水体重金属污染的指示动物类群提供理论 数据；还分析了马陆对重金属的富集系数与部分环境因子的相关性，同时还对两 个洞穴土壤重金属的污染程度做了分析研究，为以后研究洞穴动物对重金属的富 4 集作用提供了方法，同时为保护洞穴环境提供一定的理论参考数据。 1 环境概况 1 1 贵州自然环境概况 贵州位于我国西南部，地处东经1 0 3 0 3 67 1 0 9 0 3 6 ，北纬2 4 0 3 57 2 9 0 0 97 ，面积】7 61 6 7 平方公里。全省地貌以西部为最高，中部稍低，向北、东、 南三面倾斜。西部海拔20 0 0 米左右，中部海拔l0 0 0 - 12 0 0 米，北、东、南边 缘河谷降至5 0 0 米以下。贵州是我国南方岩溶地貌发育最完好的典型区域之一， 碳酸盐岩出露面积达1 3 00 0 0 平方公里，占全省土地总面积的7 3 8 ，碳酸岩的 总厚度约1 70 0 0 米，占贵州沉积岩总厚度的6 2 。发育喀斯特的基岩分布之广、 厚度之大、相对面积比之高。大部分地区的地带性植被为中亚热带常绿阔叶林， 其成分主要以山毛榉科( f a g a c e a e ) 、山茶科( t h e a c e a e ) 、樟科( l a u r a c e a e ) 以 及木兰科( m a g n o l i a c e a e ) 的植物为代表。但东部和西部植被类型又有不同，东 部为湿润性常绿阔叶林，西部为半湿润性常绿阔叶林，地势较高的西北部还有一 些暖温带成分混入。西南部为南亚热带具热带成分的常绿阔叶林，主要成分为豆 科( l e g u m i n o s a e ) 、无患子科( s a p i n d a c e a e ) 、楝科( m e li a c e a e ) 、桑科 ( m o r a c e a e ) 、桃金娘科( m y r t a c e a e ) 及壳斗科( f a g a c e a e ) 等。此外，由于碳酸 盐岩在省内广泛分布，还发育了各类石狄岩植被。大部分地区的原生植被均不同 程度地被破坏，变成次生性针叶林、灌丛或草坡甚至光秃的荒山裸岩。到目前为 止全省林灌覆盖率为3 0 8 3 ，其中有林地覆盖率为2 5 6 6 ，灌木林覆盖率为 4 1 7 。 贵州省会贵阳，位于贵州省的中部，地理坐标为东经1 0 6 。0 7 - 1 0 7 。1 77， 北纬2 6 。1 1 - 2 7 。2 2 。地貌属山地、丘陵为主的盆地地区，气候具有明显的 高原性季风气候特点，系亚热带湿润温和型气候。温和湿润，雨量充沛，一般年 均降雨量1 2 0 0 毫米左右，历史上以阴雨天多著称，近年来受全球变暖影响，雨 量减少，大雨集中在每年六、七月间。年平均温度1 5 3 ，最热月( 7 月) 平均 温度2 4 c ，最冷月( 1 月) 平均温度4 6 c ，历史上最低温度为零下9 5 c ；极端 高温3 9 5 c 。春秋气温、晴雨多变，光、热、水同季，相对湿度大，无霜期2 7 0 天左右。贵阳市辖六区一市三县，城市行政区划辖六区( 云岩区、南明区、白云 区、乌当区、花溪区、小河区) 、一市( 清镇市) 、三县( 修文县、开阳县、息烽 5 县) 。全市土地总面积8 0 3 4 平方千米，占全省土地总面积的4 5 6 。 1 2 情人谷河边洞环境概况 情人谷河边洞位于贵州省贵阳市乌当区情人谷风景区内，东郊水厂下游， 距乌当区1 0 公里，全洞长约2 2 1n l ，最宽处3 9 31 1 1 ，最窄处仅0 5m ，全洞的 平面投影呈串珠状。此洞穴有两个洞口，面向洞口将两洞口分为左洞口和右洞 口，两洞口在弱光带相连。洞外附近地貌为峰丛峡谷，洞口上方崖壁陡峭，其 植被为稀疏灌木。洞口周围植被主要以灌丛、草本植物为主。 左洞口位于北纬2 6 。3 6 7 2 3 9 ”，东经1 0 6 。4 8 7 3 5 7 ”，海拔1 0 1 2 m ，洞 口朝向正北方向。洞口宽7 4 5 m ，高4 5 m ，温度2 6 5 ，湿度5 8 。洞口开口 于山脚，洞口前是一条小道，常有人行走，小路下面是一条小河。该洞口距河岸 约9 米。洞口的植被主要以水麻科为主，洞口的两侧是灌丛，主要是藤本植物和 禾本植物，洞口的上方是岩石，洞口段有较干燥的泥土，泥土中蚁蛉幼虫较多。 左洞口有光带的植被较少，主要有水麻、藤本植物、地衣和苔癣等植物。洞 顶较干燥，在有光带的后段有少量的滴水，洞底比较潮湿。石钟乳发育不完整， 洞壁干燥且不平滑。此光带人为活动较为频繁，洞底泥土较松软且干燥。此光带 长1 2 4 3 m ，最宽处5 8 2 m ，最窄处3 o m ，最高处3 5 m ，最低处2 7 m ，温度1 9 ，湿度8 3 ，p h 值6 5 。 左洞口的弱光带长1 4 9 3 m ，最宽处4 7 6 m ，最窄处1 7 4 m ，最高处约5 0 m ， 最低处1 7 2 m ，温度1 7 5 ，湿度为8 5 ，p h 值6 5 ，此光带的全洞段的洞底有 松软的泥土，洞壁潮湿不平滑，洞顶潮湿有少量滴水。此光带的前洞段洞底植被 只有少量苔癣和地衣分布。中段洞底有机质丰富，其周围有集群分布的马陆。后 段洞顶有小型的凹陷，在凹陷处有斑灶马分布，在滴水处有小水洼，洞底与洞壁 的连接处有少量崩塌的石块。 右洞口比左洞口稍高，距河岸约1 5 米，位于北纬2 6o 3 6 7 2 3 9 ”，东经1 0 6 。4 8 7 3 5 7 ”，海拔1 0 1 2 6 m ，该洞口开于山脚，方向北偏东3 0 3 。洞口高l o m 左右，宽7 8 m ，温度2 6 。c ，湿度5 6 ，p h 值6 5 。洞口前是灌丛，其植被与左 洞口的植被相似，主要以藤本植物为主，着生少量的禾本科植物。 右洞口的有光带长1 7 3 1 m ，在长9 3 1 m 处开口进入弱光带，其余8 m 是一支 洞。洞底泥土和碎石多，环境干燥，前段和中段人为活动频繁，后段洞底有大量 6 崩塌石块，洞壁和洞顶不平滑且干燥。温度1 9 ，湿度7 4 ，p h 值6 5 。 右洞口的弱光带长l o 2 m ，最宽处4 m ，最窄处2 3 1 m ，最高处9 m ，最低处 2 5 m ，温度1 6 59 c ，湿度8 8 ，p h 值7 o 。洞底有大量崩塌石块，洞壁和洞顶都 较潮湿，有少量的滴水。 黑暗带是两个洞口共有的，总长是2 0 1 5 m 。黑暗带洞底为松软泥土，潮湿， 有流水。洞壁不光滑潮湿，有滴水。洞顶潮湿不光滑。平均温度1 6 5 ，湿度 9 8 ，p h 值为6 5 。在黑暗带约7 0 m 处有一个水塘，水塘长6 8 m ，宽6 2 m 。从水 塘往前走朝右转有一个转角，在转角处有崩塌的石块。 1 3 岩炭洞环境概况 岩炭洞位于修文县六桶乡大兴村，修文县位于贵州省中部，贵阳市北部，距 贵阳市3 8 公里。岩炭洞位于公路旁，距离公路约2 5 m ，洞口朝向为北偏东4 0 。， 地理坐标是北纬2 7 。0 6 4 1 ”，东经1 0 6 。2 9 5 6 ”，海拔1 0 5 0 m 。洞口宽2 0 m ， 高1 5 m ，温度2 0 ，湿度6 0 。洞口前是一个较为平坦的草坪，洞口斜向下进入 有光带，洞口植被较少，少量灌丛，主要是草本和禾本科植物。洞口上方均为岩 石，几乎盖住洞口，洞口处多处有滴水，洞口的左侧有崩塌碎石块。 有光带植被主要是野花椒和草本，藤本植物，人为活动频繁，在有光带的前 段有人工砌成的石坎，石坎高1 6 m 。接近洞口段的洞壁上有蕨类和地衣等植物。 该光带长6 4 m ，最宽处2 8 9 m ，最窄处4 m ，最高处2 0 m ，最低处1 5 m 。温度1 7 ，湿度7 4 ，p h 值7 5 。此光带的后段洞底有垮塌的大石块和少量泥土，有少 量滴水，滴水处的石头上有地衣，洞壁光滑潮湿，洞顶较高无化学沉积物，有光 带斜向下延伸到弱光带。 弱光带的洞底均为粘土，而且多处开裂。洞壁潮湿有少量化学沉积物，洞顶 光滑潮湿。长4 5 m ，平均宽8 3 m 左右，最窄处6 m ，高3 0 m 。温度1 4 ，温度8 0 ， p h 值为7 o 。弱光带后端有多处连续的滴水形成的水塘，有人活动的痕迹。 黑暗带的前段洞底为黏土，洞底为黏土的洞段长1 5 m ，平均宽l o m 。中段和 后段均被人开发，其洞底全被小碎石和少量的泥土铺盖，此段长7 1 4 m ，宽1 5 m ， 平均高3 2 m 左右，洞穴最高处约有4 0 m 。洞顶有少量石钟乳，但不发达。平均温 度1 4 。c ，湿度8 8 ，p h 值为7 5 。黑暗带后段洞壁为人工开掘的天梯，沿着天梯 可以进入到另一个支洞，由于地形较危险故没有对天梯及支洞进行测量。 7 2 研究方法 2 1 野外调查方法 2 1 1 环境调查方法 2 0 0 8 年7 月至2 0 0 8 年8 月，对贵阳市情人谷河边洞和修文县岩炭洞进行 生态环境进行调查。洞穴的地理坐标和海拔高度用美国出产的奇遇( e t r e x v e n t u r e ) g p s 接收机进行测定，洞口朝向用上海嘉定学联仪器厂指北针测定。 温度、湿度的测定采用北京亚光仪器有限责任公司生产的j w s a 2 - 2 型温湿度 表。一般在洞口测定一次洞口的温度和湿度，在分好光带后按照光带进行温湿度 的测定，将干湿温度计放在通风的地方，静置半个小时后可以读数。如果黑暗带 过长，每隔5 0 m 测量一次，计算平均值作为黑暗带的温湿度。用上海j d - 3 型数 字式照度计测量洞穴内不同洞段的光照度，对各个洞穴进行划分光带，根据各洞 段接受光照的强度的不同将整个洞划分为3 个光带，即有光带、弱光带和黑暗带 有光带为洞口段，光照强度一般在1 0 个l x 以上，是太阳光直接照射的区域，也叫 直射光带弱光带的光照度一般在o 卜1 0 个l x 之间，此光带是射入洞内入射光 反射后所照射到的区域，也叫反射光带。黑暗带的光照度在0 - 0 1 个l x 。 2 1 2 喀斯特洞穴的测量 测量的要素主要有洞穴长度、洞穴宽度和洞穴高度。具体测量的方法阳3 3 如下： ( 1 ) 洞穴长度 洞穴长度概念是洞穴空间要素中最困难的问题之一，最直观而具有实际意义 的理解应是“洞穴通道两壁之间中点连线的长度 ( 图l ，c 连线) 。 图l 洞穴平面投影图( 自张英俊等1 9 8 5 ) f i g 1i c h n o g r a p h yo fc a v e 从图1 看出，洞壁之l 白j 中点连线的长度应是c 1 c 2 + c 2 c 3 + c 3 c 4 线段之和，这 种测量方法能比较真实地反映洞穴的长度。 ( 2 ) 洞穴宽度 洞穴宽度同样存在不同的理解，但洞穴宽度测量线必须与通道走向线呈“直 角相交”( 图2 ) 。 图2 洞段平面投影图( 自张英俊等1 9 8 5 ) f i g 2i c h n o g r a p h yo fc a v ei ns e c t i o n 图2 显示出，a i a 2 线段显然反映了不真实的宽度，b 1 8 2 线段与线段c 1 c 2 成直角相交，并且反映了真实的洞穴宽度。 ( 3 ) 洞顶高度 洞项高度是指洞底到洞顶的垂直高度，洞顶高度是随测量位置的不同而变化 的，但一般是采用最大洞高。洞顶较高的涧穴，可用氢气球栓上细线，用手拿住 无气球的线端或用石块压在洞底地面上，然后让氢气球上飘到洞顶，最后收回细 线和氢气球进行测量，此种方法较简单易行。 1 3 标本采集方法 采用样方调查法进行数量统计和标本采集。选取具有一定代表性的最小面 积进行调查，调查面积大于调查总面积的5 。为了解洞穴动物的空间分布特征， 分别在洞底j 洞顶( 洞顶较低处) 和两洞壁分别取样。关于蝙蝠类由于分布不均 匀，可能集中在某一洞段，故只能采取全洞记数法。进行梅花型取样，及四角各 取1 个，在中央取1 个，调查结果取5 点的平均数。在土层较厚的洞底，有的动 物不仅在地表活动而且还栖息在土壤中，如一些螺类和昆虫类，所以，在取样方 时还应考虑取一定量的土壤样方来记数动物的数量；土壤动物特别是节肢动物大 多在离土表2 - 3 厘米的土层中活动，因此，在1 平方米的样方面积中取l o 厘米 9 ( 长) 1 0 厘米( 宽) x 4 厘米( 深) 的体积土壤来寻找记数动物。 2 1 3 1 采集水生动物 采集小型水生动物用水网，先将水体中的较大石块搬开，穿着长统靴子在水 中搅几下，让一些栖息在石块下或泥沙中的小动物进到水中活动，然后用水网在 水体中来回扫取，再将收集物倒在解剖盘中并加上少许水，即可用镊子选取小动 物装在配有7 5 酒精的瓶子中。 2 1 3 2 采集小型软体动物 因小型螺类的螺壳比较薄，直接用镊子采集容易损坏，所以，先准备一些剪 好的牛皮纸，当发现螺类后，将一小张牛皮纸卷成半筒状，然后将半筒状牛皮纸 的一端靠近螺类个体，再用小镊子将螺类赶到牛皮纸上，最后小心将螺类倒进配 有7 5 酒精的标本瓶中。 2 1 3 3 采集蜘蛛类及其它小昆虫 采用捕捉吸管和毛笔进行采集，在洞底的蜘蛛和其它小动物采用吸管进行采 集，当采集小动物和蜘蛛时，将未接乳胶管的一支短细玻璃管的外端口置于动物 体旁，然后，用嘴从乳胶管口吸，小动物或蜘蛛即被吸进到柱形管里，最后将动 物倒进准备好的标本瓶中。在洞壁的蜘蛛和小昆虫可以采用毛笔进行采集，直接 将其扫进采集瓶中，对于某些行动较快的小动物，可以直接用镊子采集，将其夹 进7 5 的酒精瓶中，对于蜘蛛类可用9 5 的酒精浸泡，但回到室内应换成7 5 的 酒精才能长期保存。 2 1 3 4 采集蝙蝠类 在采集标本前应先对各种( 类) 蝙蝠进行数量统计，在夏季蝙蝠一般是栖息 在洞顶，由于位置高而给统计带来困难，所以，应反复统计多次然后求出平均数 才比较客观。用扫网和捕网进行捕捉，在夏季，蝙蝠白天一般都栖息在洞顶，可 用长竹竿绑上扫网伸向洞顶捕捉，如果蝙蝠受到干扰，在洞内飞行时可用扫网来 回扫取捕捉。使用捕网的采集方法是将网子挂在洞口将洞口封住，如洞口太大无 法挂网的可在洞内较窄的通道处挂网。挂网时间是根据蝙蝠出洞取食的时间而 定，在夏季，蝙蝠出洞采食的时间一般是在1 9 点3 0 分到2 0 点3 0 分，2 0 点3 0 分出洞采食的为少数个体，1 9 点3 0 分到2 0 点为出洞采食的高峰期，所以，在 1 0 1 9 点以前必须把网子挂好并准备好镊子和布袋。然后守候在洞内一边的左右侧， 当蝙蝠飞出洞而被挂在网上时，便立即用镊子取下装入布袋中。如蝙蝠在网子上 停留的时间过长，它将会不断挣扎而脱网飞走，或将网子咬坏而逃走，故不能让 蝙蝠在网上停留过久。在捕捉蝙蝠时，为