1、古丽布斯坦努尔买买提 ,SOIL ANIMALS,土壤动物学,第一章：绪论,一、概述土壤动物学的研究虽然早已是现代生物学中的一个重要分支领域，但是在我国土壤动物至今还未能被人们普遍有所认识。如人们对土壤中生存着多少类多少种动物，他们和人类的生存与活动的密切关系等尚不十分了解。葱150多年前在欧洲开始关于土壤动物的研究至今，土壤动物学的研究已有了很大的进展。人们逐步认识到，土壤生物对土壤的形成和发育、物理化学性质的变化和有机物的分解起着重要的作用；它们使土壤成为具有生物活性的活体，是巨大的，潜在的可以持续利用的自然资源；它们亿万年来在自然生态系统中本能的发挥着一定的作用，同时，也无偿的给人类生产
2、提供宝贵的肥源。,现在当我们即将迈进21世纪的历史阶段时，所面临的主要挑战，就是通过实现可持续发展的目标，来满足全世界人类的生活需要。自20世纪中叶以来，随着人口的不断增长，环境指标的急剧变化，严重的大气污染和土壤侵蚀，已经引起土壤肥力的下降，加剧了生物多样性的丧失，使粮食生产潜力降低，这种发展趋势严重的威胁着人类未来的生存与发展。因此，联合国粮农组织（FAO)(1991)指出，可持续农业应该是“能保持和维护土地、税和动、植物资源，而不造成环境退化”，这也正是现代土壤动物学的研究目标。当前国际上这一主流发展趋势，应当成为我国土壤生态学、土壤生物学发展的最好机遇。,1987年以来，在国家自然科学
3、基金连续两次重点项目支持下，启动了我国土壤动物学的系统研究和发展。特别是在10多个研究单位和大专院校中的近百位学者参加的大项目中，分工协作，在不到10年期间主要完成了我国两个地理界的温带、亚热带和热带土壤动物区系的本底调查，记录各种土壤动物1500余种，并对各地区土壤动物的区系组成、消长动态、分布特点等有了基本的了解。关于土壤动物对凋落物的分解、群落演替与环境因子的关系等也在不同气候带进行了实验研究，得到了一批宝贵的新鲜数据。重金属污染和农药污染对土壤动物群落结构影响的试验研究也获得了丰富的数据和成果。,二、土壤动物与环境的关系,土壤动物是指动物的一生或生命过程中有一段时间定期在土壤中度过，而
4、且对土壤有一定影响的动物。涉及的类群甚为广泛。土壤正是这些动物类群的特殊环境，它是生物、气候与地质相互作用的产物，又是固体、液体和气体的镶嵌环境。为了经一部研究土壤动物的生活习牲，首先对土壤的形成简介如下：,1.土壤的形成与分层,土壤的科学定义是“地球表面作为陆地植物天然培养基的松散的矿物质”（美国土壤学会，1973）。由于土壤失三度空间的物体，通常观察土壤剖面（soil profile)来研究其特征和性质，作为土壤分类的依据。 土壤的形成，是由岩石风化并和有机物和无机物混合而成。在典型的土壤剖面上自上而下可分成以下几层： （1）L层（01层，litter layer）：是尚未分解的枯枝落叶层
5、。, （2）F层（0f层，fermentation layer）及腐叶层，部分枯枝落叶已经分解成碎片。 （3）H层（0h层，humus layer）：即腐殖层，植物残体已完全分解，失去原来可 资辨认的结果特征，并含有少量无机质土壤。 （4）A层：上层土，为有机物与细粒无机物的 混合层。 （5）B层：下土层，其中的有机质不多，为较 粗粒土壤，通常为棕色。 （6）C层：原是从岩石风化的土层，不含有机 质。 （7）D层：尚未分化的岩石。,2 .不同层次的生命类型,土壤动物在土壤中的分布受到生态因子的制约，由于土壤并非是完全均质，而是分成层次，在土壤垂直分层的总体环境影响下，其中的土壤动物可分成以下三
6、类： （1）真土居动物 是指生活在较深层的（A或B层）矿质土壤之中的动物，这些动物常具有挖掘，钻孔的能力，如蚯蚓等。 （2）表土居动物生活在地表或枯枝落叶层的类群，如蜗牛等。 （3）半土居动物生活在土壤的上层，枯枝落叶层和腐叶层（L层和F层）的如螨类。,三、土壤动物的作用与功能,土壤动物包含很多不同的动物类群，大小有差别，功能和作用也很不相同。为了研究上的方便，通常按动物身体的大小分为微型动物、中兴动物、大型动物和巨型动物四类。扫描图的位置！,土壤动物的作用通常可分为两类，即机械的活动和化学的活动。 1.植物和动物残体的粉碎与分解大量的植物残体，包括落叶、落枝、落花和落果等从植物上落到地面上，
7、以及埋在土壤中的枯根等，很快就受到土壤中动物的粉碎作用和微生物的分解作用而崩溃。然而，在不同场所、气候和土壤等条件，以及植物残体的形状与种类不同时，土壤动物粉碎残体的顺序和速度也很不同。如在温带，蚯蚓、跳虫和螨虫等起作用；在亚热带，处蚯蚓以外等足类起重要的作用；到了热带，白蚁和蚂蚁代替了蚯蚓。动物的残体和粪便也是由土壤动物来分解。如鸟、兽、爬行类和两栖类的尸体常吸引众多土壤动物聚集起来，以惊人的速度把尸体取食殆尽。二聚集到兽类粪便上的昆虫，称为“粪虫”。,粉碎、分解枯枝落叶的各类动物，也从他们所粉碎和分解枯枝的植物新鲜程度而有所不同。如马陆、等足类和蛞蝓类粉碎极新鲜的落叶，而蚂蚁、白蚁和小蠹等
8、粉碎新鲜的落枝，然后由其他动物如跳虫和螨虫等作进一步分解。当动物残体变为更柔软的状态时，线蚓开始分解。2.土壤的疏松与混合自然界土壤的疏松与混合历来都是由土壤动物来承担，主要是由蚯蚓、蚂蚁、白蚁和哺乳动物等较大型的、有较强大挖掘能力的动物来进行。例如蚯蚓对土壤的疏松，据调查通过其消化道而排出的泥土每年每公顷为数吨至30吨。除了疏松土壤以外，蚯蚓还有把深层土壤搬运到地表形成粪冢。，同时又把地面上的落叶或其他有机物拖到空穴中取食的特性，并且在此过程中，随时吞入泥土，在消化道内将有机物与无机物混合起来，在蚯蚓多的土壤中一年搬到地面的土壤层约为0.56.0mm厚，通常为0.76mm后，每公顷可达75t
9、，数量可观。,除了蚯蚓外，白蚁和食虫类、啮齿类等小型哺乳动物也疏松土壤和混合掘拌土壤的作用。3.土壤物理化学性质的变化土壤无脊椎动物对维护对土壤生态系统的物理化学特性和生物的种群繁衍起着极为重要的作用。在物理性质方面包括土壤质的变化、团粒构造的发展及通气性、透水性、孔隙数量、含水量等的变化。 化学性质方面包括土壤PH值、碳含量、有机质含量、氮含量、碳氮比lu以及钠、钙、锰、钾等含量的变化。,四、土壤动物的利用,土壤中生活着的各种生物，对土壤的形成、发育、结构以及持水性、保温性等等起着重要的作用，形成具有生物活性的土壤生态系统。通过大量研究工作的积累，我们可以更好的发挥土壤动物的作用，让其为人类
10、服务。1.保持土壤肥力的稳定增长营养物质的循环是调节土壤肥力的最基本过程之一，就是把植物体中来自土壤中可被利用的营养物质，经过腐败、分解又被释放出来，即是通过细菌、真菌和土壤动物的作用，使营养物质循环。土壤中氮的快速循环主要有蚯蚓、跳虫或多足动物等的作用完成。另外，白蚁和共生的微生物，二者共同的作用下分解纤维素和木质素，直接参与碳（C）的循环；同时还能通过肠内共生菌来固定大气中的氮，或把尿酸转化为NH（3）等等。当然，在土壤群落种动物与植物、动物与微生物以及动物与动物之间存在着极为复杂的关系，它们之间的作用机理和随机变异等等阐明以后，将会更加有利于保持土壤生态系统的平衡，使土壤中的营养物质循环得以稳定发展。,2.监测环境污染的指示生物,自然界越来越严重地受到多方面的干扰和破坏。土壤动物栖息在各种土壤之中，他们能够反映环境的细微变化。通过调查和比较，在不同地点不同群落是独特的，还是常见的，加以综合判断和计算出群落的独特指数(PC)，既可作为环境污染和土壤变化的指示。3.土壤退化的治理土壤动物能够对退化了的土壤起恢复作用，其中尤以蚯蚓的作用较为明显。,4.其他方面的利用,有些土壤动物可作为食品，如蚂蚁、蜗牛、蜂、蚯蚓等；还有些可以入药，如蝎、蜈蚣、蚂蚁等，有的还可作为害虫的天地或家禽家畜的饲料等等。,
