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世界土壤日科普推文:土壤中的动物世界

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日期: 2022-12-05
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谈到动物世界,大家并不陌生此时,你的脑海里可能出现了很多画面,可能有在草原上疾驰的雄狮,有在河流里安静‘泡澡’的河马,有在树上休憩的树懒……当提到土壤动物时,可能你能想到的动物并不多,例如熟悉的蚂蚁、蚯蚓等。很多土壤动物的个头小(小于2毫米),所以它们的存在也时常被忽视了。其实,在我们脚下的土壤中,也存在一个动物世界,包括了很多可爱、漂亮、五颜六色的小动物,这些小动物在生态系统中发挥着很多重要的作用,对土壤质量的保持和提升有很大的帮助。所以,我们应该蹲下来,慢慢数一数在我们脚下的土壤中的小生命们,看看究竟有哪些动物,数量是多少呢?然后了解他们的生态功能

1实验室条件下拍摄的土壤中的部分动物 (代文才拍摄)

为了更好地认识土壤动物,特此邀请了土壤里的小动物们来和大家见个面。我们按照它们个头的大小分为4个类,微小土壤动物、湿生中小型土壤动物、中小型节肢动物和大型土壤动物。

首先登场的是微小土壤动物。这类土壤动物是指体长在0.2毫米以下的动物,包括了鞭毛虫、变形虫、和纤毛虫等。它们分布广泛,数量庞大,主要食物来源是细菌。以鞭毛虫为例,在每克森林土壤中的鞭毛虫数量就可高达105个。我们可以直接在显微镜下进行观察。

然后和大家见面的是湿生中小型土壤动物。这类土壤动物是体长在0.2-2毫米之间的湿性中小型土壤动物,包括了线虫、涡虫和熊虫等。它们数量多,主要生活在潮湿的土壤环境中,主要食物来源是细菌和真菌。以线虫为例,在每平方米的土壤中数量可达到107条。我们可以通过Baermann漏斗(又称为湿漏斗)提取得到线虫等动物样本,在显微镜或者解剖镜下进行观察。


视频1 实验室条件下湿漏斗法从土壤中提取土壤动物,其原理是漏斗上方放置热源使土壤动物受热而向下运动,最后进入漏斗下方的收集容器中。干漏斗法从土壤中提取土壤动物的原理和湿漏斗法相同,区别在于使用干漏斗法时,漏斗中不加水(代文才拍摄)

接下来和大家见面的是中小型节肢动物。这类土壤动物是体长在0.2-2毫米之间的节肢动物,包括了螨虫、跳虫和小型甲虫等。它们分布广泛,数量多,主要食物来源是细菌、真菌、凋落物或者其他小型无脊椎动物。以螨虫和跳虫为例,在每平方米的土壤中螨虫和跳虫的数量分别可达到106105只。我们可以通过Tullgren漏斗(又称干漏斗)提取得到跳虫等动物样本,在显微镜或者解剖镜下进行观察。

视频2 实验室条件下白符跳的取食活动(谢丽妍拍摄,代文才剪辑)

最后迫不及待要和大家见面的是大型土壤动物。这类土壤动物是指体长在2毫米以上的动物,包括蜈蚣,蚯蚓和马陆等。它们的主要食物来源是凋落物或小型土壤动物。以蚯蚓为例,每平方米的蚯蚓数量可达500条。这类土壤动物我们可以直接通过肉眼进行观察。

视频3 实验室条件下养殖的马陆(代文才拍摄)

接下来,我们来了解土壤动物的生态功能。

微小动物由于体形较小,活动范围小,因此对土壤的物理结构改良的作用较小。微小动物的数量巨大,其碳氮比大于细菌,当取食细菌后,会获得超过自身所需的氮元素,这部分氮素会排出体外,能促进养分循环和提高土壤肥力。微小动物也会通过取食细菌、植物病原菌来调节土壤微生物群落结构,间接影响土壤有机质的分解及植物生长。

中小型土壤动物通过取食细菌、真菌及植物残体,能够调节土壤微生物群落结构。它们将大的植物残体破碎成小的碎片,在破碎过程中能携带传播土壤微生物。它们的粪便也能促进土壤团聚体的形成,改良土壤结构。这些活动有利于有机质的分解,土壤性质的改良,土壤肥力的提高,进而促进植物生长。

大型土壤动物由于体形较大,活动能力强、范围广,不仅能通过取食活动促进有机质分解,其排泄物促进团聚体的形成能改良土壤结构,还能通过机械运动等(如挖穴)来增加土壤的疏松度,从而增加土壤的透气性等,这提高了土壤的肥力,改善了土壤的物理结构,能促进植物的生长。

2实验室条件下土壤动物形成的团聚体(代文才拍摄)

土壤动物的生态功能主要是通过取食和机械运动来发挥的,主要体现在促进碳氮养分循环,土壤物理性质的改良等方面。土壤动物的活动能促进有机质分解、土壤肥力的提高、植物生长,能为保障我们的粮仓做贡献。希望我们关注脚下的土壤动物,保护土壤动物的多样性。

参考文献:

1. 尹文英.中国土壤动物检索图鉴.北京:科学出版社,1998.

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.生态学报,20153520):6614-6625.

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