土壤动物多样性及其生态功能探析

2017-05-16 09:25陈菊文
科学与财富 2017年12期
关键词:生态系统多样性

摘 要:土壤动物在土壤生态系统中扮演着重要的角色,是生态系统的重要枢纽部分。在土壤生态系统中,土壤动物不仅能够能够协助分解者,改善土壤的理化性质,而且能够促进土壤生态系统的能量和物质循环。因此,本文将对土壤动物的多样性进行分析,并分类探讨其生态功能。

关键词:土壤动物;生态系统;生态功能;多样性

1土壤动物多样性

土壤动物生态学的研究基础是土壤动物的群落让分布,在我国近些年的不断探索和研究过程中,在土壤动物多样性的研究上取得了巨大的成就。在现有的研究中,不仅涵盖了热带到温带等多种气候地区土壤动物的多样性,而且包括了森林、草原甚至是农田、城乡等多种地区的土壤动物群落分布及其多样性。对诸多的研究结果进行比较、分析可以发现,不同环境、不同气候的土壤动物群落存在较大的差异。

土壤动物指的是在土壤中生存的动物的总称,是土壤生态系统中的重要组成部分,也是消费者的主体。在生态系统的物质以及能量循环中,不仅能够从土壤中物质获得自身需要的营养,而且能够将其排泄物归还给环境,保证整个生态系统的稳定和平衡。土壤中常见的动物有蚯蚓、变形虫、线虫、蚂蚁等,当然这其中也有很大一部分在生态系统中与分解者共同作用,能够分解生态系统中存在的林木枝叶、动物尸体等,为生态系统的循环做了重要贡献。例如,在生态系统中的诸多菌类对林木、动物粪便等进行软换、初步处理等,会被土壤动物吞食,然后通过排泄的方式将分解的这些东西排出到生态系统中,然后再经过微生物的分解。另外,也有一部分土壤动物也会捕食其他动物,为土壤生态系统的构成增加了更多的适应性。

而且,通过现有的研究整理发现,土壤动物群落与纬度也有密切联系,随着纬度的升高动物群落中个体的数量也逐渐增加,这主要受到了纬度变化引起的土壤内物质变化、环境热量变化以及植被的自然条件的变化影响。就同纬度的自然环境来看,土壤动物群落主要受到局部环境的影响,总体上表现为草地、森林等地区的土壤动物较多,这主要是由于这些地区的水分充足的原因,另外在土壤中营养物质丰富以及扰动较少的土壤中,土壤动物数量也相对较多。而且,土壤动物在土壤中的分布也呈现出随着土壤深度在增加,土壤动物的数量也呈现逐渐递减的趋势。

2土壤动动物生态功能探索

2.1小型土壤动物的生态功能研究

在土壤动物中,像线虫、原生动物等个体相对较小,常常被分为小型土壤动物,而且由于其体型较小,所以其在土壤中的活动范围也较小,对于土壤的影响也相对不大。例如,原生动物在突然中主要扮演着消费者的角色,主要是细菌的消费者,其能够通过对微生物的取食来辅助调节土壤生态系统的平衡。另外,原生动物对细菌类群的取食还能够间接影响当地植物的生长状况。

当然,在整个突然生态系统中,原生动物还是其他动物的食物来源。虽然,目前越来越多的学者进行了土壤动物的研究,但是对于其生态的功能的研究还不完善。

以线虫为例,线虫能够通过取食细菌进行生存,同时能够通过排泄的方式使得土壤获得更多的氮,线虫贡献的氮达到了19%,这在很大程度撒谎能够是由于线虫的碳氮比比细菌大,所以其获取的氮远远超过了自身的需要,所以其余的氮则通过排泄的方式以铵盐的方式释放到土壤中,促进了土壤中的氮矿化。而且,笔者通过研究还发现,线虫能够影响土壤中有机物的分解和氮矿化,主要是通过直接或者间接影响碳氮比来影响其矿化,进一步影响土壤中有机物的分解,促进植物的生长。

2.2中型土壤动物的生态功能研究

除了小型土壤动物之外,螨类和条虫等由于体型较大等原因,所以是中型土壤动物的代表,當然其也和小型土壤动物有许多共同之处,其中一部分也以真菌、细菌以及林木枝叶为食,而另一部分则是以小型土壤动物为食。所以中型土壤动物会对林木枯叶产生很大的影响,进一步直接或者间接的影响微生物群落以及整个生态系统。最常见的跳虫便是以真菌以及寄生虫为食,所以对植物有利,能够帮助植物很好的防治病虫害。而甲螨的分解作用也在生态系统中起到了很好的作用,其首先是取食林木枯叶等掉落物,这样就会影响这部分区域的微生物的群落,也会使得林木枯叶等加快分解。最终,能够起到促进土壤中有机物质分机,增加土地肥力的作用。

由于以甲螨和跳虫为例的中型土壤动物较多,而且中型土壤动物种类也较多,所以有很多的中型土壤动物被用来作为了土壤质量以及污染状况的指示动物。而且随着研究的不断深入,可以发现中型土壤动物能够直接或者间接的影响土壤团聚体的形成,那么这也将影响地球化学过程以及水分渗透等的过程,对气体的交换等方面也造成很大的影响。其中,甲螨在取食细菌的过程中能够促进微生物的补偿性生长,进一步影响微生物的群落,这就会简洁的影响土壤团聚体的形成,尤其是其粪便在团聚体形成的过程中扮演了很重要的角色。这也能够看出,甲螨等中型土壤动物对团聚体的形成的影响主要是间接影响。而且,在中型土壤动物中,中气门和前气门螨扮演了重要的角色,所以在土壤生态系统中其对碳以及氮的矿化能力接近,所以在矿化过程中起到了重要作用,尤其是在氮的矿化中,其矿化能力为氮矿化的15% —30%。

另外,中型土壤动物还能够调节整个土壤生态系统中土壤动物的种群密度,从而能够进一步影响土壤中的生态结构,最终影响整个土壤生态系统。

2.3大型土壤动物的生态功能研究

谈到大型土壤动物,最常见的当数蚯蚓,其生命活动都能够或多或少的影响整个土壤生态系统,像取食、排泄,甚至分泌都会对生态环境产生影响,而且与其他的土壤动物不同的是,蚯蚓还可以通过掘土等特殊行为对生态系统造成影响。

蚯蚓在土壤生态系统中,首先是能够影响土壤中有机物质的分解,促进生态系统中能量和物质的循环,尤其是营养物质。其次,其分泌、掘土以及排泄等行为还会影响土壤的理化性质,而且在这些过程中还往往会与其他动植物以及微生物相互作用,最终构成了多姿多彩的自然生态系统。

蚯蚓主要社区土壤以及土壤中的林木落叶等,也能够取食其中的微生物以及小型土壤动物,所以就会影响土壤生态系统中的微生物的群落分布以及小型土壤动物的群落。而且,值得一提的是蚯蚓在碳循环中的重要作用,在碳循环中蚯蚓有“生态系统的工程师”的称号。目前有研究指出,在整个生态系统的碳循环中,蚯蚓能够通过翻耕土壤来提高二氧化碳的排放,这也将进一步提高土壤的肥力,不过也有人认为其在碳循环中对生态系统中碳的净固存起到了不利的作用。但是笔者认为,在碳循环中蚯蚓是在特定的时间内提高了二氧化碳的释放量,这并不能够作为其造成不利影响的标准。

与其他土壤动物协作与配合,能够加快土壤中有机物的矿化以及转化,而且在土壤中有机物的矿化和稳定化的过程中,蚯蚓起到的作用是不对称的,其中对有机物的稳定化会大于其对有机物的矿化,这也是上面提到了生态系统中碳净固存产生的原因。在生态系统中,蚯蚓最大的作用还能够促进土壤中养生的利用率,这对植物的生长具有很大促进作用,而且这也将 使得整个生态系统的肥力水平有所提高,对生态系统的多样性具有促进作用。

而且,应该注意的是大型土壤动物是生态系统中的主要的影响因素,其主要作用是其肠道微生物,以蚯蚓为例,其肠道内的厌氧微生物群落及其他微生物种群对生态系统的影响至关重要,而且蚯蚓是土壤生态系统中重要的N2O排放的重要来源,这也和其肠道内的微生物群落有关。

当然,除上述所言,蚯蚓的掘土、蠕动等行为对土壤生态系统的影响也不可忽视,其中蚯蚓以动植物的尸体为食,通过倡导的作用,会导致其排泄物中含有大量的团聚体。而其掘土行为,能够使得其粪便与土壤中的各种物质有机混合,最终影响土壤中的有机成分和土壤生态系统。

3土壤动物生态功能总体分析

自然环境是针对动物体或者植物体而言外界环境的组成部分,各种天然因素的总合构成自然环境。生态环境和自然环境有所区别,生态关系、生物因素以及非生物因素共同作用下构成整体系统。如果在其中仅有非生物因素而不具有生态关系以及生物因素,就不是完整的生态环境。因此,在土壤动物生态系统保护中必须要综合处理好生物因素、非生物因素以及生態关系,不仅仅要进行生态环境保护,还应该加强生态环境建设。

对于土壤动物生态功能而言,土壤环境也是其重要组成部分,而土壤中生物群落多样性也直接和土壤环境相关。由于土壤环境的不同,不仅导致动物群落的物种不同,而且导致群落分布也存在变化,同时也会受到环境因素影响。不仅土壤有机质会影响土壤动物种类和分布,土壤的PH环境因素也会影响土壤动物。而在土壤生态系统中,环境对生物群落具有很重要的影响作用,生物群落的多样性相对更高,但是对于均匀度有影响,会降低生物群落均匀度。随着草地等地表植被的退化,生物群落多样性会出现降低的情况。所以说,土壤动物的多样性和自然环境有着密切的联系,共同决定着生态系统的稳定性。

4结论

土壤动物的多样性对土壤生态系统乃至整个生态系统具有重要作用,无论是在碳氮循环还是在土壤有机物质改善等方面都具有不可替代的作用。而且,在陆地生态系统中,土壤动物的种类是较多的,而且在目前的研究中也能够发现地下动物的多样性研究也主要是土壤动物的研究,所以本文研究了土壤中动物的多样性,并且分析了其生态系统的功能,指出了其与自然环境的共同作用,希望为土壤动物的研究提供参考和借鉴。

参考文献:

[1]宋飏,黄原. DNA复合条形码在太白山土壤动物多样性研究中的应用[J]. 生态学报,2016,(14):4531-4539.

[2]邵元虎,张卫信,刘胜杰,王晓丽,傅声雷. 土壤动物多样性及其生态功能[J]. 生态学报,2015,(20):6614-6625.

[3]王振海,殷秀琴,宋学术. 龙湾国家级自然保护区沼泽土壤动物多样性[J]. 湿地科学,2014,(05):566-573.

[4]李伟,崔丽娟,赵欣胜,张曼胤,高常军,张岩,王义飞. 太湖岸带湿地土壤动物群落结构与多样性[J]. 生态学报,2015,(04):944-955.

[5]王振海,殷秀琴,蒋云峰. 长白山苔原带土壤动物群落结构及多样性[J]. 生态学报,2014,(03):755-765.

[6]朱永恒,沈非,余健,张小会,陆林. 铜尾矿废弃地土壤动物多样性特征[J]. 生态学报,2013,(05):1495-1505.

[7]吴廷娟. 全球变化对土壤动物多样性的影响[J]. 应用生态学报,2013,(02):581-588.

作者简介:

陈菊文,男,汉族,湖北潜江,本科,职称,学生,武汉轻工大学。

猜你喜欢
生态系统多样性
“互联网+”下医药电子商务生态系统的构建与发展路径
利用网络教学多样性 开展有效教学
由古典戏曲看“代言体”在中国的前世今生
生态系统理论视角下医院志愿者角色和功能的研究
浅谈新时期群文辅导工作的特征
生态系统视角下:农村留守幼儿情绪问题的形成
海洋微生物次生代谢的生物合成机制
舞蹈表演的表现形式多样性研究
水磨地区蕨类植物多样性调查分析
基于价值共创共享的信息服务生态系统协同机制研究