摘 要:土壤動物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色,是生態(tài)系統(tǒng)的重要樞紐部分。在土壤生態(tài)系統(tǒng)中,土壤動物不僅能夠能夠協(xié)助分解者,改善土壤的理化性質(zhì),而且能夠促進土壤生態(tài)系統(tǒng)的能量和物質(zhì)循環(huán)。因此,本文將對土壤動物的多樣性進行分析,并分類探討其生態(tài)功能。
關(guān)鍵詞:土壤動物;生態(tài)系統(tǒng);生態(tài)功能;多樣性
1土壤動物多樣性
土壤動物生態(tài)學的研究基礎(chǔ)是土壤動物的群落讓分布,在我國近些年的不斷探索和研究過程中,在土壤動物多樣性的研究上取得了巨大的成就。在現(xiàn)有的研究中,不僅涵蓋了熱帶到溫帶等多種氣候地區(qū)土壤動物的多樣性,而且包括了森林、草原甚至是農(nóng)田、城鄉(xiāng)等多種地區(qū)的土壤動物群落分布及其多樣性。對諸多的研究結(jié)果進行比較、分析可以發(fā)現(xiàn),不同環(huán)境、不同氣候的土壤動物群落存在較大的差異。
土壤動物指的是在土壤中生存的動物的總稱,是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分,也是消費者的主體。在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)以及能量循環(huán)中,不僅能夠從土壤中物質(zhì)獲得自身需要的營養(yǎng),而且能夠?qū)⑵渑判刮餁w還給環(huán)境,保證整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。土壤中常見的動物有蚯蚓、變形蟲、線蟲、螞蟻等,當然這其中也有很大一部分在生態(tài)系統(tǒng)中與分解者共同作用,能夠分解生態(tài)系統(tǒng)中存在的林木枝葉、動物尸體等,為生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)做了重要貢獻。例如,在生態(tài)系統(tǒng)中的諸多菌類對林木、動物糞便等進行軟換、初步處理等,會被土壤動物吞食,然后通過排泄的方式將分解的這些東西排出到生態(tài)系統(tǒng)中,然后再經(jīng)過微生物的分解。另外,也有一部分土壤動物也會捕食其他動物,為土壤生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成增加了更多的適應性。
而且,通過現(xiàn)有的研究整理發(fā)現(xiàn),土壤動物群落與緯度也有密切聯(lián)系,隨著緯度的升高動物群落中個體的數(shù)量也逐漸增加,這主要受到了緯度變化引起的土壤內(nèi)物質(zhì)變化、環(huán)境熱量變化以及植被的自然條件的變化影響。就同緯度的自然環(huán)境來看,土壤動物群落主要受到局部環(huán)境的影響,總體上表現(xiàn)為草地、森林等地區(qū)的土壤動物較多,這主要是由于這些地區(qū)的水分充足的原因,另外在土壤中營養(yǎng)物質(zhì)豐富以及擾動較少的土壤中,土壤動物數(shù)量也相對較多。而且,土壤動物在土壤中的分布也呈現(xiàn)出隨著土壤深度在增加,土壤動物的數(shù)量也呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢。
2土壤動動物生態(tài)功能探索
2.1小型土壤動物的生態(tài)功能研究
在土壤動物中,像線蟲、原生動物等個體相對較小,常常被分為小型土壤動物,而且由于其體型較小,所以其在土壤中的活動范圍也較小,對于土壤的影響也相對不大。例如,原生動物在突然中主要扮演著消費者的角色,主要是細菌的消費者,其能夠通過對微生物的取食來輔助調(diào)節(jié)土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡。另外,原生動物對細菌類群的取食還能夠間接影響當?shù)刂参锏纳L狀況。
當然,在整個突然生態(tài)系統(tǒng)中,原生動物還是其他動物的食物來源。雖然,目前越來越多的學者進行了土壤動物的研究,但是對于其生態(tài)的功能的研究還不完善。
以線蟲為例,線蟲能夠通過取食細菌進行生存,同時能夠通過排泄的方式使得土壤獲得更多的氮,線蟲貢獻的氮達到了19%,這在很大程度撒謊能夠是由于線蟲的碳氮比比細菌大,所以其獲取的氮遠遠超過了自身的需要,所以其余的氮則通過排泄的方式以銨鹽的方式釋放到土壤中,促進了土壤中的氮礦化。而且,筆者通過研究還發(fā)現(xiàn),線蟲能夠影響土壤中有機物的分解和氮礦化,主要是通過直接或者間接影響碳氮比來影響其礦化,進一步影響土壤中有機物的分解,促進植物的生長。
2.2中型土壤動物的生態(tài)功能研究
除了小型土壤動物之外,螨類和條蟲等由于體型較大等原因,所以是中型土壤動物的代表,當然其也和小型土壤動物有許多共同之處,其中一部分也以真菌、細菌以及林木枝葉為食,而另一部分則是以小型土壤動物為食。所以中型土壤動物會對林木枯葉產(chǎn)生很大的影響,進一步直接或者間接的影響微生物群落以及整個生態(tài)系統(tǒng)。最常見的跳蟲便是以真菌以及寄生蟲為食,所以對植物有利,能夠幫助植物很好的防治病蟲害。而甲螨的分解作用也在生態(tài)系統(tǒng)中起到了很好的作用,其首先是取食林木枯葉等掉落物,這樣就會影響這部分區(qū)域的微生物的群落,也會使得林木枯葉等加快分解。最終,能夠起到促進土壤中有機物質(zhì)分機,增加土地肥力的作用。
由于以甲螨和跳蟲為例的中型土壤動物較多,而且中型土壤動物種類也較多,所以有很多的中型土壤動物被用來作為了土壤質(zhì)量以及污染狀況的指示動物。而且隨著研究的不斷深入,可以發(fā)現(xiàn)中型土壤動物能夠直接或者間接的影響土壤團聚體的形成,那么這也將影響地球化學過程以及水分滲透等的過程,對氣體的交換等方面也造成很大的影響。其中,甲螨在取食細菌的過程中能夠促進微生物的補償性生長,進一步影響微生物的群落,這就會簡潔的影響土壤團聚體的形成,尤其是其糞便在團聚體形成的過程中扮演了很重要的角色。這也能夠看出,甲螨等中型土壤動物對團聚體的形成的影響主要是間接影響。而且,在中型土壤動物中,中氣門和前氣門螨扮演了重要的角色,所以在土壤生態(tài)系統(tǒng)中其對碳以及氮的礦化能力接近,所以在礦化過程中起到了重要作用,尤其是在氮的礦化中,其礦化能力為氮礦化的15% —30%。
另外,中型土壤動物還能夠調(diào)節(jié)整個土壤生態(tài)系統(tǒng)中土壤動物的種群密度,從而能夠進一步影響土壤中的生態(tài)結(jié)構(gòu),最終影響整個土壤生態(tài)系統(tǒng)。
2.3大型土壤動物的生態(tài)功能研究
談到大型土壤動物,最常見的當數(shù)蚯蚓,其生命活動都能夠或多或少的影響整個土壤生態(tài)系統(tǒng),像取食、排泄,甚至分泌都會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響,而且與其他的土壤動物不同的是,蚯蚓還可以通過掘土等特殊行為對生態(tài)系統(tǒng)造成影響。
蚯蚓在土壤生態(tài)系統(tǒng)中,首先是能夠影響土壤中有機物質(zhì)的分解,促進生態(tài)系統(tǒng)中能量和物質(zhì)的循環(huán),尤其是營養(yǎng)物質(zhì)。其次,其分泌、掘土以及排泄等行為還會影響土壤的理化性質(zhì),而且在這些過程中還往往會與其他動植物以及微生物相互作用,最終構(gòu)成了多姿多彩的自然生態(tài)系統(tǒng)。
蚯蚓主要社區(qū)土壤以及土壤中的林木落葉等,也能夠取食其中的微生物以及小型土壤動物,所以就會影響土壤生態(tài)系統(tǒng)中的微生物的群落分布以及小型土壤動物的群落。而且,值得一提的是蚯蚓在碳循環(huán)中的重要作用,在碳循環(huán)中蚯蚓有“生態(tài)系統(tǒng)的工程師”的稱號。目前有研究指出,在整個生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中,蚯蚓能夠通過翻耕土壤來提高二氧化碳的排放,這也將進一步提高土壤的肥力,不過也有人認為其在碳循環(huán)中對生態(tài)系統(tǒng)中碳的凈固存起到了不利的作用。但是筆者認為,在碳循環(huán)中蚯蚓是在特定的時間內(nèi)提高了二氧化碳的釋放量,這并不能夠作為其造成不利影響的標準。
與其他土壤動物協(xié)作與配合,能夠加快土壤中有機物的礦化以及轉(zhuǎn)化,而且在土壤中有機物的礦化和穩(wěn)定化的過程中,蚯蚓起到的作用是不對稱的,其中對有機物的穩(wěn)定化會大于其對有機物的礦化,這也是上面提到了生態(tài)系統(tǒng)中碳凈固存產(chǎn)生的原因。在生態(tài)系統(tǒng)中,蚯蚓最大的作用還能夠促進土壤中養(yǎng)生的利用率,這對植物的生長具有很大促進作用,而且這也將 使得整個生態(tài)系統(tǒng)的肥力水平有所提高,對生態(tài)系統(tǒng)的多樣性具有促進作用。
而且,應該注意的是大型土壤動物是生態(tài)系統(tǒng)中的主要的影響因素,其主要作用是其腸道微生物,以蚯蚓為例,其腸道內(nèi)的厭氧微生物群落及其他微生物種群對生態(tài)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要,而且蚯蚓是土壤生態(tài)系統(tǒng)中重要的N2O排放的重要來源,這也和其腸道內(nèi)的微生物群落有關(guān)。
當然,除上述所言,蚯蚓的掘土、蠕動等行為對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響也不可忽視,其中蚯蚓以動植物的尸體為食,通過倡導的作用,會導致其排泄物中含有大量的團聚體。而其掘土行為,能夠使得其糞便與土壤中的各種物質(zhì)有機混合,最終影響土壤中的有機成分和土壤生態(tài)系統(tǒng)。
3土壤動物生態(tài)功能總體分析
自然環(huán)境是針對動物體或者植物體而言外界環(huán)境的組成部分,各種天然因素的總合構(gòu)成自然環(huán)境。生態(tài)環(huán)境和自然環(huán)境有所區(qū)別,生態(tài)關(guān)系、生物因素以及非生物因素共同作用下構(gòu)成整體系統(tǒng)。如果在其中僅有非生物因素而不具有生態(tài)關(guān)系以及生物因素,就不是完整的生態(tài)環(huán)境。因此,在土壤動物生態(tài)系統(tǒng)保護中必須要綜合處理好生物因素、非生物因素以及生態(tài)關(guān)系,不僅僅要進行生態(tài)環(huán)境保護,還應該加強生態(tài)環(huán)境建設(shè)。
對于土壤動物生態(tài)功能而言,土壤環(huán)境也是其重要組成部分,而土壤中生物群落多樣性也直接和土壤環(huán)境相關(guān)。由于土壤環(huán)境的不同,不僅導致動物群落的物種不同,而且導致群落分布也存在變化,同時也會受到環(huán)境因素影響。不僅土壤有機質(zhì)會影響土壤動物種類和分布,土壤的PH環(huán)境因素也會影響土壤動物。而在土壤生態(tài)系統(tǒng)中,環(huán)境對生物群落具有很重要的影響作用,生物群落的多樣性相對更高,但是對于均勻度有影響,會降低生物群落均勻度。隨著草地等地表植被的退化,生物群落多樣性會出現(xiàn)降低的情況。所以說,土壤動物的多樣性和自然環(huán)境有著密切的聯(lián)系,共同決定著生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4結(jié)論
土壤動物的多樣性對土壤生態(tài)系統(tǒng)乃至整個生態(tài)系統(tǒng)具有重要作用,無論是在碳氮循環(huán)還是在土壤有機物質(zhì)改善等方面都具有不可替代的作用。而且,在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,土壤動物的種類是較多的,而且在目前的研究中也能夠發(fā)現(xiàn)地下動物的多樣性研究也主要是土壤動物的研究,所以本文研究了土壤中動物的多樣性,并且分析了其生態(tài)系統(tǒng)的功能,指出了其與自然環(huán)境的共同作用,希望為土壤動物的研究提供參考和借鑒。
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作者簡介:
陳菊文,男,漢族,湖北潛江,本科,職稱,學生,武漢輕工大學。