我国土壤动物群落生态学研究综述_朱永恒

我国土壤动物群落生态学研究综述＊朱永恒1,2＊＊　赵春雨2　王宗英2　濮励杰1(1南京大学城市与资源学系,南京210093;2安徽师范大学国土资源与旅游学院,芜湖241000)摘　要　总结了我国土壤动物群落生态学研究的特点,即区域分布集中于中国东部、研究的生态系统类型广泛、研究角度多种多样与应用研究发展迅速。

并从土壤动物群落与环境关系、土壤动物群落的组成和多样性、土壤动物群落结构、土壤动物群落功能、土壤动物群落演替与受干扰生态系统的土壤动物群落6个方面综述其最新研究成果。

在此基础上指出我国土壤动物群落生态学中有待开拓的研究领域是基础研究、特色区域和生态系统的研究、土地覆盖/土地利用对土壤动物的影响研究、土壤动物多样性及其保护研究、土壤动物在土壤生态系统和陆地生态系统物质循环和能量流动中的作用研究、全球变化响应研究与土壤动物应用研究。

关键词　土壤动物,土壤动物群落,结构,功能中图分类号　S154.5 文献标识码　A 文章编号　1000-4890(2005)12-1477-05Research on soil animal community ecology in C hina .ZHU Yo ngheng 1,2,ZHAO Chuny u 2,WA NG Zong -y ing 2,P U Lijie 1(1Department of Urban and Res ources ,Nanjing University ,N anjing 210093,China ;2Institute of Resources and Tourism ,Anhui Normal University ,Wuhu 241000,China ).Chinese Journal of Ecology ,2005,24(12):1477～1481.F ea tures o f soil animal community eco logy researches in China were summarized in this paper ,including that the resear ch areas mainly distributed in eastern China ,extensive ecological systems were investigated from dif -ferent aspects ,and rapid development in application researches .Research developments w ere summarized from the view of ecology ,i .e .relationships between soil animal community and environment ,composition and di -versity ,structure ,function ,succession and soil animal community in disturbed ecosy stems .Several key fields in soil animal community ecology research in the future were put forward .Key words soil animals ,soil animal community ,structure ,function .＊安徽师范大学青年基金资助项目(2001Q L33)和国家自然科学基金资助项目(40371106,70341021)。

＊＊通讯作者收稿日期:2003-11-04 改回日期:2004-02-121　引　言土壤动物是土壤生态系统中不可分割的组成部分,它们在分解残体、改变土壤理化性质、土壤形成与发育、土壤物质迁移与能量转化等方面有重要的作用。

土壤质量、土地质量与土壤动物也息息相关,土壤动物成为土壤和土地质量评价的一个重要指标。

众多的土壤动物又是人类的生物资源,与农、林业的发展息息相关。

因而土壤动物学已经成为生命科学的一个重要分支学科,受到广泛的关注。

土壤动物学研究包括生态学、资源学、分类学和生物学研究以及区系研究,其中生物学和分类学研究是基础,区系和生态学研究是中心环节,而资源学研究是归宿。

2　土壤动物的研究历程在国际上,土壤动物研究始于1840年达尔文等对蚯蚓生物学的研究。

中国虽然早已有一些关于个别土壤动物类群新种描述、区系调查、生活习性和生态分布等方面的研究,但直到20世纪80年代初,在张荣祖等的倡导下,土壤动物群落生态学研究才真正开始起步,为中国土壤动物学研究开辟了方向[27]。

经过中国土壤动物研究者20余年的不懈努力,取得了丰硕的成果。

如陈鹏等[32,33]开展了大规模的土壤动物调查研究,并编辑成《动物生态地理研究》;尹文英(1992)的国家自然科学基金重点项目“亚热带森林土壤动物区系及其在森林生态平衡中的作用”重点对天目山、衡山和岳麓山进行了深入的研究,并编辑出版了我国第一部土壤动物学大型专著《中国亚热带土壤动物》以及《中国土壤动物》和《中国土壤动物检索图鉴》;另外,王宗英等[2～11]、王振中等[12～16]、廖崇惠等[45～46]、张贞华[26]和刘红等[22～24]对九华山、衡山、鼎湖山、天目山和泰山等进行全面深入的研究,推动了我国土壤动物群落生生态学杂志Chinese Journal of Ecolo gy 2005,24(12):1477～1481 DOI :10.13292/j .1000-4890.2005.0184态学的蓬勃发展。

特别是最近土壤生态学的提出有力地推动了土壤动物群落生态学的研究,因为土壤动物是土壤生态系统中的重要组成成分,对土壤肥力保持和生产力的提高具有很重要的作用,土壤生物区系、土壤生物多样性和全球变化对土壤生物的影响已成为土壤生态学研究的前沿领域[41]。

3　我国土壤动物生态学研究的特点3.1　在区域分布上集中于中国东部中国东北、亚热带和热带是研究的重点区域,最近在内蒙古、暖温带[29]也有一些研究。

但中国广阔而且自然环境独特的西部如青藏高原和新疆,基本上是土壤动物研究的一片空白区。

3.2　研究的生态系统类型广泛土壤动物是一个庞大的复杂的群落,按生态系统的类型分类,土壤动物群落属于陆地生态系统中的土壤亚系统,它与植被亚系统共同组成陆地生态系统。

我国土壤动物研究以森林生态系统和农田生态系统土壤动物群落为主体,前者如长白山[32,33]、衡山[14]、鼎湖山[44]、天目山[26]、九华山[2,9,10]、泰山[22～24]、小龙门[29]。

后者如安徽[3,7,8,11]、湖南[12,13,16]同时也广泛开展了半自然生态系统土壤动物群落研究,如人工林地[45,46]、火烧迹地、城市公园及工业废水污灌区、矿区废弃地。

但是草原和冻原生态系统只略有涉及,而苔原、荒漠生态系统和城市生态系统中的土壤动物群落研究还是空白。

3.3　研究角度多种多样土壤动物学研究始于对某类群或某种土壤动物的研究,而土壤动物学真正成为一门学科的标志是土壤动物生态学的广泛研究,其研究角度可按不同标准进行划分:按土壤动物体型大小划分为大型土壤动物生态学研究和中小型土壤动物生态学研究;按土壤动物类群划分包括主要类群如甲虫、螨类、蜘蛛、跳虫、线虫、金龟子和蚯蚓等的生态学研究;按群落生态学研究内容划分为组成与数量研究、群落结构研究、生态分布研究、群落演替研究和生物多样性研究等。

3.4　应用研究发展迅速土壤动物是一种重要的生物资源和环境资源,作为生物资源,它们能被开发成具有经济价值的产品,这方面的研究刚刚起步,有待进一步加强。

如董东平等[44]对东北土壤动物资源及其开发提出了有益的观点;作为环境资源,它们对土壤生态系统平衡和良性循环的维持具有不可替代的作用,所以关于土壤动物多样性及其保护研究[23,38,44]、土壤动物在生态系统中的作用研究[33,40,46]、土壤动物的指示作用研究[30]、利用土壤动物筛选最佳土地利用方式研究[36]、土壤动物与农业害虫关系研究[4,5,39]以及自然保护区土壤动物研究[14]等成为研究热点。

随着研究的发展,土壤动物群落生态学研究不断与农业生态、环境生态、城市生态和恢复生态等应用生态学领域结合。

4　土壤动物群落的研究4.1　土壤动物群落与环境关系影响土壤动物群落的环境因素复杂多样,包括土壤(土温、土壤湿度、pH值、有机质、土壤容重、凋落物数量、土壤矿质元素以及污染物质含量等)、植被、气候和地形等,它们构成土壤动物群落的栖息环境,对土壤动物群落的组成与数量、水平结构和垂直结构等综合产生重大影响,国内外的研究也很深入。

由于土壤动物群落中不同类群或种类具有不同的生态位,因此同一环境因素对不同土壤动物类群或种类的影响是不同的,它们的影响随区域、生态系统以及土壤动物类群不同而有所差别。

其中土壤和植被是两个最重要的影响因素,所以有也有一些不同植被类型、不同土壤类型的土壤动物群落研究报道[3,37]。

但在不同的环境中其主导影响因子是不同的,如在重金属污染农田中的土壤动物群落的主导影响因子是重金属含量和污染程度[12]。

4.2　土壤动物群落的组成和多样性土壤动物由土壤原生动物和土壤后生动物群落组成,其种类数以千计,密度惊人。

据欧洲和美国60年代资料估算,它们是陆地生态系统中生物量最大的一类生物[47]。

我国东北地区、亚热带地区和华南地区土壤动物的研究比较深入,对土壤动物区系组成有了较详细的了解,并且发现中小型土壤动物优势类群的纬度变化规律。

在群落研究中,物种多样性指数是一个代表群落组织水平及其功能特性的综合指标,不同群落具有不同的物种多样性水平,在理论和生产实践中都有重要意义。

不少作者对不同类型土壤动物群落的物种多样性进行了比较分析,并探讨了群落多样性与环境的关系。

一般来说,生态环境条件越优越受人类活动干扰越小,土壤动物群落多样性越大。

例如,小良热带人工林生态系统的研究证实,土壤动物1478 生态学杂志　第24卷　第12期　群落的多样性随植被的恢复而逐渐升高[46]。

吉林省大区域土壤动物分布规律的研究也表明,群落多样性在东部森林区较高,西部草原区较低,中部农田区居中[25]。

皖南农业生态系统土壤动物群落研究发现群落多样性指数菜地>次生林>灌丛>人工松林>旱地>茶园>稻田>果园,人类活动是群落多样性差异的主导因素[11]。

4.3　土壤动物群落结构4.3.1　水平结构　土壤动物群落随不同植被、土壤、微地貌与海拔高度以及人类活动等而呈水平差异性,表现为组成与数量、密度和群落多样性等的水平差异。