濕地環境對土壤動物群落的影響

周舉花

摘要：指出了土壤動物是土壤生態系統中不可分割的組成部分，對濕地生態系統的物質循環和能量流動發揮著極其重要的作用。對國內外相關濕地土壤動物研究成果進行了綜合分析，重點介紹了濕地環境下土壤動物生態特征（數量、類群和分布）的影響并探討了影響因素，以及濕地生境下土壤動物的指示功能和調控功能等方面的研究成果。在總結與歸納的基礎上對未來濕地環境下土壤動物群落的研究趨勢進行了展望，提出了應將土壤動物、植被狀況、土壤理化性質等因素進行綜合分析，并加強全球環境變化與土壤動物之間影響機制等方面的研究。

關鍵詞：濕地環境；土壤動物；群落；研究；進展

1引言

土壤動物是指其生活中有一段時間定期在土壤中渡過，而且對土壤有一定影響的動物[1]。土壤動物是土壤生態系統中不可分割的組成部分，在分解生物殘體，改變土壤理化性質，土壤形成與發育，生態系統物質循環與能量流動等方面發揮著重要作用[2]。國外學者對土壤動物的關注比較早，對不同土地利用類型下土壤動物的影響也進行了很多研究[3，4]，國內學者關于土壤動物的研究雖然晚于國外，但也做了大量的研究，主要集中在森林[5～7]、農田[8～10]和草地[11～13]等。

濕地是分布于陸地生態系統和水生生態系統之間具有獨特水文、土壤、植被與生物特征的生態系統[14]。濕地是地球上有著多功能、富有生物多樣性的生態系統，是人類最重要的生存環境之一。隨著濕地生物多樣性及其功能逐漸被人們關注，學者針對不同類型的土壤動物進行了相關研究，主要包括湖泊、河流、沼澤、人工及濱海濕地等類型[15～19]。筆者就濕地生態系統下土壤動物的研究相關性文章進行綜述，并在此基礎上提出了展望。

2國內外有關濕地環境下土壤動物的研究

濕地研究起源于湖沼學和沼澤學。據資料記載，濕地研究最早起源于對捕魚、采鹽和泥炭的研究和利用上。國外學者對濕地的研究最早可以追溯到17世紀，隨著濕地研究的進展，近年來濕地研究內容增多，領域也不斷擴大，如濕地生物結構、功能與多樣性，濕地生態系統的生態過程等等。對土壤動物方面，如濕地水文對土壤動物的影響[20，21]，濕地不同植被下土壤動物群落的研究[22～24]。

我國濕地面積占世界濕地面積的10%左右，其中包括沼澤、湖泊、灘涂、鹽沼地等，是人們賴以生存和發展的重要資源與環境之一。我國濕地研究起步晚于國外，但針對濕地環境下的土壤動物也進行一些研究，且具有明顯的區域性。如大興安嶺凍土濕地地區下土壤動物群落結構以及與低溫的關系[25，26]；洞庭湖濕地地區[27～29]對退田還湖即人為干擾下土壤動物的探究；黃河三角洲濕地[30～33]和拉薩河流域濕地[34，35]對不同植被覆蓋下的土壤動物分布調查；青海環湖地區[36，37]和三江平原濕地[38～41]從土壤動物的功能類群上來探討濕地土壤動物，太湖沿岸濕地[42]從土壤理化性質的角度出發對土壤動物群落結構進行探究。

3濕地環境對土壤動物生態特征的影響

3.1土壤動物的數量、類群和分布

土壤動物的種類數量分布受外界條件影響很大，地帶和地區性差異顯著。土壤動物的水平分布具有不均勻性，土壤動物在垂直分布上，具有表聚性特征，即土壤動物的個體數、類群數和多樣性隨著土壤深度的加深而呈現出遞減趨勢。

武海濤等[39，43]對三江平原典型烏拉苔草-毛苔草濕地和三江平原濕地島狀林土壤動物進項研究，分別發現土壤動物隸屬5門11綱24目，優勢類群有柄眼目、真螨目、鞘翅目成蟲和線蟲；隸屬4門9綱24目，優勢類群為線蟲和膜翅目。研究顯示在濕地生境相同的區域內，不同植被類型區土壤動物的群落結構存在著顯著差異，同時植被對于濕地的恢復起到有效的作用。如王天樂等[44]對北京西卓家營退化濕地恢復1年后的土壤動物節肢動物群落進行調查，共發現3226只，隸屬4綱19目36科，濕地恢復區內各樣地的類群數和個體數均比為未恢復的荒灘樣地中的高；各樣地土壤節肢動物個體數從多到少依次為：蒙桑、沙棘、灌木柳、杏樹、紫穗槐、荒灘。

王立龍等[45]對旅游人類活動干擾下太平湖國家公園濕地土壤動物分布的研究，發現大型土壤動物的數量在白鷺洲（349只）、猴島（375只）、營盤山（532只）和吳家洲（732只）差異較大，這是由于4個樣地受人類旅游活動干擾強度不同所造成的。Liang Chang等[46]對三江平原第二沼澤地水稻栽培下土壤動物彈尾目影響研究，分析顯示在農業管理水稻的栽培下，濕地土壤中彈尾目的密度急劇下降。向昌國等[47]對太湖地區不同施肥處理下的稻田進行蚯蚓群落調查，長期化肥配施有機肥提高了蚯蚓的種類和數量，相反，長期單施化肥致使蚯蚓一些稀有種消失。

3.2群落多樣性

生物多樣性是群落生物組成結構的重要指標，反映群落內物種的多少和生態系統食物網的復雜程度，從而反映各生境間的相似性及差異性[48]。由于濕地生境下的植物具有多樣性，所以不同植物群落下的土壤動物群落多樣性存在巨大的差異。如候本棟等[33]對黃河三角洲不同演替階段濕地土壤線蟲群落多樣性調查，各樣地多樣性指數為白茅群落>檉柳群落>翅堿蓬群落>光板地，隨著植被的進展演替，土壤線蟲群落的多樣性逐漸增加。廖慶玉等[19]研究發現，海南東寨港紅樹林地區，土壤原生動物在不同生境下多樣性指數存在差異，分別為天然紅樹林>人工紅樹林>裸灘。

付秀芹等[27]對洞庭湖濕地土壤動物的研究，根據2001調查結果表明，凡是受人類活動（耕作、農藥和化肥等）干擾較小或減少的生態系統（如林地和青山垸內退田還湖后放棄的菜地和農田），土壤動物多樣性指數較高。王力廣等[29]于2004年對洞庭湖地區的土壤動物調查，在黑楊-苔草-菜地單退垸以林地為主，植被覆蓋較好，且生境情況復雜，因而多樣性指數最高；水稻田由于較多人為干擾以及生境情況單一等原因，導致多樣性較低。這說明洞庭湖區實施的退田還湖工程，土地利用方式的改變，人為干擾相對較少，影響了土壤動物多樣性。

3.3影響因素

土壤動物是濕地生態系統的重要組成部分，其生態特征要受到濕地周圍復雜多變環境的影響，如土壤理化性質（土壤溫度，濕度，容重，透水性，氮含量，磷含量，pH值等），植被結構，人類干擾等等，這些因素構成土壤動物棲息地生境，對土壤動物的組成分布，數量，多樣性和群落結構產生影響。

如殷秀琴等[34]對拉薩河流域健康濕地與退化濕地大型土壤動物群落比較，首次探討拉薩河流域大型土壤動物分布特征，調查同樣位于拉魯濕地的健康濕地和退化濕地生境，發現健康拉魯濕地有大型土壤動物9類，37只，而退化拉魯濕地有土壤動物10類，251只。分析可知，由于健康濕地與退化濕地植物群落組成的不同，導致了兩地大型土壤動物的群落組成存在差異性。如Amanda K.Hodson等[23]對加州橡樹林河岸線蟲食物網與本地多年生植物種類的研究中，在相對未擾動的地區，河流的水動力功能創造了土壤質地和木本植物種類不完整的分配，而這反過來，導致了線蟲組成的多種多樣和食物網與土壤有機物質高水平的相關。如Liang Chang等[46]對沼澤土中耕作和農業管理對土壤彈尾目的影響，研究顯示洪水和土壤緊實也是抑制水稻栽培方式下彈尾目的決定性因素。

4土壤動物在濕地環境中的生態功能

4.1指示功能

土壤動物是土壤生態系統不可分割的組成部分，對于土壤生態毒理診斷和環境變化上具有重要的生態功能，可作為土壤質量和生態系統恢復的重要指示生物或指示指標來監測土壤或環境的變化。土壤動物的類群數量或種群密度作為評價指標之一來表征土壤環境或土壤質量的優劣。王天樂等[44]對退化濕地恢復后的研究發現，濕地恢復區中的物種豐富度都明顯高于荒灘，說明當地的濕地恢復工程已經改善了土壤環境，使得土壤動物群落得到初步恢復。

土壤線蟲因其特有的生物特性，常被作為土壤指示生物評價生態系統的生物學效應、生態系統演替或受干擾的程度，已被廣泛用于濕地生態系統[49～53]。如劉貝貝等[54]通過不同植被類型的灘涂濕地線蟲群落特征的綜合分析可以得出，線蟲群落特征的差異性不僅反映了不同植被帶的土壤環境狀況，也反映了植被帶生境的多樣性，還能夠評價生態系統演替或受干擾程度。王瑩瑩等[32]通過比較黃河三角洲濕地油區與對照土壤線蟲群落空間分布特征差異，作為揭示黃河三角洲濕地生態健康狀態的有益數據。

4.2調控功能

土壤動物作為濕地生態系統不可缺少的成分，在土壤凈化方面有著重要的作用，扮演者重要的分解者角色[55]。徐德福等[18]在2010年對人工濕地系統優化分析的研究中得出，將蚯蚓引入人工濕地，延長人工濕地的食物鏈，增加人工濕地食物網的豐富度，提高了人工濕地的凈化能力，同時蚯蚓能改變人工濕地中物質的循環途徑，使污染物質脫離人工濕地系統以降低人工濕地的污染符合，這些均是蚯蚓作為分解者對濕地環境發揮的調節作用。徐德福等[56]在2011年以香蒲、蘆薈和美人蕉為研究對象，并以土壤+沙子+有機質混合物為供試基質模擬人工濕地處理污水，采用向基質中加入蚯蚓與未加入這2種處理，結果顯示蚯蚓加入人工濕地后提高了濕地植物對污水的凈化能力，對人工濕地發揮了很好的調控功能[57，58]。

5展望

目前國內外關于濕地生物的研究，大都集中在底棲動物和無脊椎動物這一塊，尤其表現在灘涂[59，60]，河湖海岸三角洲等[61，62]地區。而對土壤動物這塊涉及較少。土壤動物在濕地生境下的研究仍存在一些問題：①研究區域分布不均，土壤動物在濕地生境下的研究主要集中在洞庭湖湖泊，黃河河流域和三江平原沼澤等地。②濕地生境下土壤動物的研究主要集中于生態特征如數量、種類、組成、群落結構和多樣性等，生態功能如土壤動物對生態系統的調控作用等研究并不多。③對土壤動物影響因素的探討主要集中于植被群落、土壤理化性質，研究未將土壤動物、植物、土壤微生物、土壤性質之間的相互關系綜合起來考慮。

今后，關于濕地生態系統下土壤動物的研究應加強以下幾個方面：①將濕地生態系統下對土壤動物的影響因素，包括植被群落，土壤理化性質，土壤質量以及人為擾動等進行綜合研究；②土壤動物對濕地生態系統的生態功能是不可忽視的，土壤動物具有種類繁多多樣性豐富等特點，在濕地生態系統的物質和能量循環與轉化中發揮著。今后需要致力于利用土壤動物來凈化濕地水質、改良濕地基質結構、優化濕地土壤質量和分解凋落物來促進營養物質循環等研究。③濕地作為“地球之腎”，對全球氣候變化反應敏感，對維護全球生態平衡起著重要的作用，將濕地生境下的土壤動物與全球氣候變化如二氧化碳濃度升高，惡劣天氣洪水和干旱，霧霾等聯系起來，探討其相互影響機制。

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