土壤动物的多样性及对生态环境系统的意义

沈阳师范大学化学与生命科学学院 韩冬

土壤动物的多样性及对生态环境系统的意义

沈阳师范大学化学与生命科学学院 韩冬

近年来随着地下生态学的崛起，土壤动物的相关研究引起更大的关注。目前，土壤动物生态学的研究不论从学科的发展、资料的积累、过程研究和实际应用等方面，都有了长足的进展。主要涉及土壤动物区系组成、多样性和生态分布及其与环境因子之间的关系，土壤动物在生态系统物质循环中的作用及土壤动物与微生物、植物及草食动物的关系等。

一、土壤动物群落多样性和生态地理分布

土壤动物群落分布是土壤动物生态学研究的基础，经过近30年的努力，我国土壤动物区系调查和研究工作取得了较大的进展。很多学者对不同地区的土壤动物群落进行了大量的研究，到目前为止，我国从热带、亚热带到温带，从森林、草地、沙漠到湿地、农田乃至城市等诸多生态系统都开展了土壤动物生态分布和时空动态方面的研究。大量研究表明，不同气候带的土壤动物群落其类群数、种类组成及个体数量存在明显差异。 土壤动物是土壤中和落叶下生存着的各种动物的总称。土壤动物作为生态系统物质循环中的重要消费者，在生态系统中起着重要的作用，一方面积极同化各种有用物质以建造自身，另一方面又将其排泄产物归还到环境中不断改造环境。

常见的有土壤动物有蚯蚓、蚂蚁、鼹鼠、变形虫、轮虫、线虫、壁虱、蜘蛛、潮虫、千足虫等。有些土壤动物与处在分解者地位的土壤微生物一起，对堆积在地表的枯枝落叶、倒地的树木、动物尸体及粪便等进行分解。细菌的繁殖能使枯枝落叶软化，从而增加适口性；枯枝落叶经土壤动物吞食变成粪便排出后，又便于微生物的分解。一部分土壤动物是自然界“垃圾”的处理者；另一部分土壤动物是以其他动物为食物的捕食者，构成土壤中食物链和食物网。蚯蚓能大量吐食土壤，分解有机质提高土壤肥力，促进土壤团粒结构的形成，改善土壤物理性质。土壤动物对环境变化反应敏感，物种组成和生存密度会随着环境的变化而改变。藉此可以利用土壤动物物种组成和生存密度的变化作为环境监测的手段，如蚯蚓便是放射性污的指示生物。

从我国典型生态系统中土壤动物群落的数量特征（表1）来看，土壤动物群落的个体数量从高纬度向低纬度有逐渐增加的趋势，但群落指数随纬度变化所代表的热量、土壤、植被等环境条件变化的影响不明显，而主要与局地环境条件具有相关性。同纬度地带不同水分条件的森林与草地生态系统比较，草地生态系统中小型土壤动物数量较多，个体数和群落指数受水分条件的限制并不明显。在充分发育和未扰动的土壤中，土壤动物的组成和数量具有明显的分层性，一般随着土层的加深而呈现出递减的趋势 ，并且类群数和个体数随着海拔高度的增加而递减。

二、土壤动物对生态环境系统的指示意义

生态是指生物（原核生物、原生生物、动物、真菌、植物五大类）之间和生物与周围环境之间的相互联系、相互作用。当代环境概念泛指地理环境，是围绕人类的自然现象总体，可分为自然环境、经济环境和社会文化环境。当代环境科学是研究环境及其与人类的相互关系的综合性科学。生态与环境虽然是两个相对独立的概念，但两者又紧密联系、“水乳交融”、相互交织，因而出现了“生态环境”这个新概念。它是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和，是一个大系统，是由生态系统和环境系统中的各个“元素”共同组成。生态环境与自然环境在含义上十分相近，有时人们将其混用，但严格说来，生态环境并不等同于自然环境。

表1 我国典型生态系统土壤动物群落的数量特征

自然环境的外延比较广，各种天然因素的总体都可以说是自然环境，但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体，虽然可以称为自然环境，但并不能叫做生态环境。中国生态环境保护的基本原则：坚持生态环境保护与生态环境建设并举。在加大生态环境建设力度的同时，必须坚持保护优先、预防为主、防治结合，彻底扭转一些地区边建设边破坏的被动局面。

土壤动物群落的多样性与土壤环境特征密切相关。不同的土壤类型中土壤动物的组成不同。土壤水文环境不同，土壤动物群落和分布也发生变化，极端的水文条件如洪水或干旱会导致土壤动物消失。一般来说，土壤动物和土壤有机质呈正相关，与pH呈负相关。地表植被覆盖较好的土壤中土壤动物数量较多，草地土壤动物多样性随退化程度加重而降低 。紫茎泽兰入侵后，土壤动物类群数量及部分类群个体数量减少，针叶林和草地土壤动物群落多样性、均匀度有所降低。强度干扰如火烧、放牧、耕作、施肥等会造成土壤动物群落多样性降低，尤其是敏感类群(稀有类群)数量减少乃至消失，而对优势种数量影响不大。蚯蚓等大型土壤动物受重金属污染的影响，产生毒理响应，并且对重金属元素具有富集作用，可以作为重金属的有效指示生物 ，其对重金属毒性的响应能力为土壤污染提供早期警示信号。土壤的重金属污染还可以导致土壤动物群落数量急剧减少，敏感类群消失，造成土壤动物群落结构简单和不稳定。土壤动物类群和群落能够对环境变化做出敏感响应，因此应用土壤动物群落和敏感物种进行环境监测已引起人们的重视。特别是土壤线虫已被看作是生态系统变化和干扰的敏感性指示生物。