動(dòng)物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用

1、生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的自然演化, 自然生態(tài)系統(tǒng)具備了完整的“生產(chǎn)者-消費(fèi)者-分解者”結(jié)構(gòu), 可以自我完成“生產(chǎn)-消費(fèi)-分解-再生產(chǎn)”為特征的物質(zhì)循環(huán), 能量和信息流動(dòng)暢通, 生態(tài)系統(tǒng)對(duì)其自身狀態(tài)能夠進(jìn)行有效的調(diào)控, 生物圈處于良性發(fā)展?fàn)顟B(tài)。地球上有限的資源通過(guò)循環(huán)、再生, 為生物的生存和發(fā)展提供了近乎無(wú)限的資源, 孕育并保障了地球生命的生生不息和持續(xù)、有序發(fā)展。物質(zhì)循環(huán)、再生利用是自然資源與環(huán)境從有限到無(wú)限的生命法則。1.動(dòng)物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用物質(zhì)和能量通過(guò)一系列的取食和被取食關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞, 動(dòng)物是生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者, 也是生態(tài)系統(tǒng)中促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)的主動(dòng)因素, 這決定了動(dòng)物在生態(tài)系統(tǒng)中必然

2、占有重要的地位。1.1動(dòng)物可顯著提高生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)效率和效益對(duì)于一個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)而言, 并不一定必須具備消費(fèi)者, 只要有生產(chǎn)者(主要指植物)和分解者(主要指微生物), 就可以形成“生產(chǎn)-分解-再生產(chǎn)”完整的物質(zhì)循環(huán), 并持續(xù)地進(jìn)行下去。但是, 與具有完整“生產(chǎn)者-消費(fèi)者-分解者”結(jié)構(gòu)的生態(tài)系統(tǒng)相比, 沒(méi)有消費(fèi)者的生態(tài)系統(tǒng)其物質(zhì)循環(huán)的效率、效益就要大打折扣。在沒(méi)有消費(fèi)者的生態(tài)系統(tǒng)中, 植物的枯枝落葉往往需要幾個(gè)月、甚至數(shù)年才能完全分解, 然后才能被生產(chǎn)者用于再生產(chǎn)。在這種條件下, 物質(zhì)循環(huán)的效率很低, 單位時(shí)間內(nèi)可供生產(chǎn)者利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流量顯著減少, 從而制約了生系統(tǒng)的進(jìn)一步繁榮與發(fā)展。所

3、以, 沒(méi)有消費(fèi)者的生態(tài)系統(tǒng)一般很難繁榮, 而且由于物種多樣性低(缺少消費(fèi)者), 系統(tǒng)的穩(wěn)定性差, 生態(tài)效益也相對(duì)有限。2. 多樣性的動(dòng)物可以提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性在生態(tài)系統(tǒng)中, 生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)沿食物鏈、食物網(wǎng)流動(dòng)。食物網(wǎng)體現(xiàn)了各種生物通過(guò)物質(zhì)流動(dòng)和能量傳遞而建立起來(lái)的錯(cuò)綜復(fù)雜的、普遍的相互聯(lián)系, 這種聯(lián)系就像一個(gè)無(wú)形的網(wǎng), 把所有的生物聯(lián)系在一起, 使它們彼此之間都有著某種直接或間接的關(guān)系。當(dāng)其中任何一種因素發(fā)生變動(dòng)時(shí), 都會(huì)有多種生物因素對(duì)其產(chǎn)生制約作用, 進(jìn)而促使系統(tǒng)盡快恢復(fù)穩(wěn)定。所以食物關(guān)系是生態(tài)系統(tǒng)中一種重要的調(diào)節(jié)機(jī)制, 而動(dòng)物則是食物關(guān)系中的主要因素, 所以, 多樣性的動(dòng)物是

4、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)物的多樣性越豐富, 食物網(wǎng)越復(fù)雜, 生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力也就越強(qiáng)。在一個(gè)具有復(fù)雜食物網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)中, 一般不會(huì)由于一種動(dòng)物的消失而引起整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的失調(diào), 但是任何一種動(dòng)物的滅絕都會(huì)在不同程度上使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所下降。而當(dāng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)變得十分簡(jiǎn)單時(shí),任何外力或者隨機(jī)事件都可能引發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的劇烈波動(dòng)。所以, 有學(xué)者將大面積的人工純林(由于食物單一, 人工純林中動(dòng)物的種類(lèi)有限, 食物鏈簡(jiǎn)單, 系統(tǒng)的穩(wěn)定性差、災(zāi)害發(fā)生頻率高、管理成本高、生態(tài)效益低等)稱為“綠色沙漠”。許多學(xué)者提出, 生態(tài)建設(shè)的根本在于恢復(fù)本地的天然植被和本土動(dòng)、植物的多樣性。改造

5、人工林和人工草皮最好的辦法就是增加適合本地生長(zhǎng)的喬、灌、草品種, 為多種動(dòng)物提供必要的生存條件, 最終通過(guò)群落演替形成適應(yīng)本地環(huán)境條件、生物多樣性豐富、具有強(qiáng)大生態(tài)功能的天然植被。3. 動(dòng)物與生態(tài)系統(tǒng)的組成及進(jìn)化在生物進(jìn)化過(guò)程中, 除了“非生物”的自然選擇因素外, 生態(tài)系統(tǒng)中相互關(guān)聯(lián)的各種生物也是互為選擇的條件。一個(gè)物種的進(jìn)化必然會(huì)改變其他物種進(jìn)化的環(huán)境條件和自然選擇的壓力, 從而引起其他物種隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。一般情況下, 兩個(gè)或更多物種的進(jìn)化互相影響, 形成一個(gè)相互作用的協(xié)同進(jìn)化系統(tǒng)。事實(shí)上, 生物因素和非生物因素都可以構(gòu)成自然選擇的因素, 整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都表現(xiàn)出了協(xié)同進(jìn)化的關(guān)系。在這種協(xié)同

6、進(jìn)化關(guān)系中, 動(dòng)物因其特有的主動(dòng)性而發(fā)揮著重要的作用。 食草動(dòng)物與植物之間存在著協(xié)同進(jìn)化的關(guān)系。草食動(dòng)物的啃食可以對(duì)植物造成嚴(yán)重?fù)p害, 這無(wú)疑對(duì)植物是一個(gè)強(qiáng)大的選擇壓力。在這種壓力下, 幾乎所有的植物要靠增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)生殖和再生能力來(lái)適應(yīng)食草動(dòng)物的啃食。例如, 很多植物在莖和葉上長(zhǎng)有毛或刺來(lái)抵御動(dòng)物的啃食, 某些植物甚至還發(fā)展了化學(xué)防衛(wèi)。如生大豆中含有抗胰蛋白酶, 是一種抗?fàn)I養(yǎng)因子, 它可以使胰蛋白酶失活, 降低動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的消化能力, 導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)不良。在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中, 食草動(dòng)物與植被之間形成了非常復(fù)雜的相互作用。有許多植物需要依靠食草動(dòng)物的啃食才能維持生存, 而大型食草動(dòng)物(如各種有蹄類(lèi)動(dòng)物)對(duì)整

7、個(gè)植物群落結(jié)構(gòu)的影響顯著。通過(guò)大型食草動(dòng)物的啃食活動(dòng), 可以淘汰一些對(duì)啃食敏感的植物, 抑制抗啃食能力較強(qiáng)植物的生長(zhǎng), 從而減弱種間競(jìng)爭(zhēng), 使其他植物也能得以生存, 這在一定程度上改變了物種的多樣性。所以, 大型食草動(dòng)物的存在可影響植物群落的結(jié)構(gòu)和物種組成, 就像捕食動(dòng)物的存在可影響獵物群落的物種多樣性一樣。動(dòng)物之間同樣存在著協(xié)同進(jìn)化的關(guān)系, 如狼和兔子之間的捕食關(guān)系。狼具有銳利的犬牙和快速運(yùn)動(dòng)的能力, 能夠有效地捕獵兔子;而兔子通過(guò)發(fā)展快速運(yùn)動(dòng)能力和敏銳的聽(tīng)覺(jué), 來(lái)逃避狼的追捕。狼和兔子在進(jìn)化過(guò)程中, 互為選擇的條件, 協(xié)同進(jìn)化。在協(xié)同進(jìn)化系統(tǒng)中, 捕食者甚至成為被捕食者可持續(xù)生存的必要條件

8、。如果單獨(dú)把狼或兔子隔離起來(lái), 比如人工飼養(yǎng), 只是保護(hù)了它的一個(gè)種群, 并沒(méi)有保存物種之間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系和物種進(jìn)化的潛力, 容易導(dǎo)致物種的衰退。從這個(gè)角度上講, 保護(hù)生態(tài)環(huán)境和生物多樣性最理想的方法, 并不是建立大量的人工種群, 而是在大自然中保存(建立一定規(guī)模的自然保護(hù)區(qū))。其最大的優(yōu)勢(shì)在于:它有效地保護(hù)了物種之間以及生物與環(huán)境之間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系, 保障了生物進(jìn)化和環(huán)境發(fā)展的潛力。大象“破壞環(huán)境”為兩棲動(dòng)物營(yíng)造棲身之所大象在覓食時(shí)會(huì)用前腿拱地，或者把草甚至樹(shù)木連根拔起，由于自身活動(dòng)對(duì)周遭環(huán)境的改造，大象有“生態(tài)系統(tǒng)工程師”的稱號(hào)。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，大象這些“破壞環(huán)境”的行為恰恰為兩棲動(dòng)物

9、和爬行動(dòng)物營(yíng)建了棲身之所。日前刊登在非洲生態(tài)學(xué)雜志上的一項(xiàng)研究認(rèn)為，一個(gè)地區(qū)的植被遭大象破壞的程度越嚴(yán)重，這一地區(qū)的物種多樣性也就越豐富。研究負(fù)責(zé)人布魯斯·舒爾特說(shuō)，大象和其他一些動(dòng)物被稱為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”，因?yàn)樗鼈兊娜粘；顒?dòng)改造了棲息地環(huán)境，影響了同一區(qū)域內(nèi)其他物種的生存狀況。除了覓食時(shí)的“破壞行為”，由于大象無(wú)法將吃下的植物種子全部消化，它們的糞便不僅是很好的肥料，同時(shí)也將植物種子搬運(yùn)至各處，從而改變了一個(gè)地區(qū)未來(lái)的植被構(gòu)成。舒爾特和其他研究人員于2007年8月至2008年2月在東非國(guó)家坦桑尼亞進(jìn)行了這項(xiàng)研究。他們?cè)诖笙髼⒌牟菰?、森林結(jié)合地帶發(fā)現(xiàn)，受到大象破壞程度分別為高、中

10、、低的區(qū)域，生存的兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物的總數(shù)分別為18種、12種和11種。作為對(duì)照，他們將一片250公頃的區(qū)域圍起，防止大象、長(zhǎng)頸鹿、斑馬和大羚羊等大型食草動(dòng)物進(jìn)入。而在這片保護(hù)區(qū)內(nèi)，研究人員僅發(fā)現(xiàn)8種兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物。研究人員認(rèn)為，大象侵襲后留下的樹(shù)干裂縫等成為許多昆蟲(chóng)理想的棲身之地，而這些昆蟲(chóng)又是兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物的主要食物來(lái)源。因此受大象破壞嚴(yán)重的地區(qū)，新出現(xiàn)了許多不同種類(lèi)的蛙和蜥蜴。舒爾特說(shuō)，開(kāi)展這項(xiàng)研究的目的在于發(fā)現(xiàn)那些可以充當(dāng)指示器的動(dòng)物，通過(guò)這些動(dòng)物的活動(dòng)，人們便能判斷一個(gè)地區(qū)的環(huán)境狀況是否“健康”。他說(shuō)：“在非洲大草原這樣的地方，鳥(niǎo)兒在一片地方找不到食物可以一走了之，而兩棲動(dòng)物

11、和爬行動(dòng)物對(duì)棲息地的要求卻很高，因此只能在有限的區(qū)域內(nèi)活動(dòng)?！币则球緸槔磩?dòng)物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的重要性蚯蚓能夠?qū)υS多決定土壤肥力的過(guò)程產(chǎn)生重要影響, 被稱為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”。它通過(guò)取食、消化、排泄和掘穴等活動(dòng)在其體內(nèi)外形成眾多的反應(yīng)圈, 從而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的生物、化學(xué)和物理過(guò)程產(chǎn)生影響。蚯蚓在生態(tài)系統(tǒng)中既是消費(fèi)者、分解者, 又是調(diào)節(jié)者, 它在生態(tài)系統(tǒng)中的功能具體表現(xiàn)在: (1) 對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)等關(guān)鍵過(guò)程的影響; (2) 對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響; (3) 與植物、微生物及其他動(dòng)物的相互作用。蚯蚓活動(dòng)及其在生態(tài)系統(tǒng)中的功能受蚯蚓生態(tài)類(lèi)群、種群大小、植被、母巖、氣候、時(shí)間尺度以及土地利用歷史的

12、綜合控制。1 對(duì)土壤關(guān)鍵過(guò)程的影響1.1 對(duì)有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程的貢獻(xiàn)蚯蚓能破碎、分解和混合有機(jī)質(zhì)。如在北美, 蚯蚓Allolobophora caliginosa和Octolasion cyaneum每年能消耗淺層土壤(15 cm)中410的土壤和10的有機(jī)質(zhì)。蚯蚓主要在4個(gè)尺度(scale)上影響土壤有機(jī)質(zhì)動(dòng)態(tài)和養(yǎng)分循環(huán): (1) 蚯蚓腸道; (2) 新鮮排泄物; (3) 土壤中蚯蚓的陳舊排泄物; (4)土壤的長(zhǎng)期發(fā)育。熱帶休耕地上蚯蚓種群的恢復(fù)能加快凋落物的分解; 北美森林中, 蚯蚓活動(dòng)也明顯加快了森林地表物的周轉(zhuǎn), 降低了森林地表物厚度和O層土壤中碳含量 。蚯蚓的取食活動(dòng)加強(qiáng)了植物殘?bào)w分解中

13、的生物過(guò)程, 富含易水解氮的蚓糞又加快了周?chē)蚵湮锏牡V化過(guò)程。不同種類(lèi)的蚯蚓取食偏好不同, 故凋落物分解過(guò)程受其本身的物理化學(xué)組成和蚯蚓種類(lèi)的共同影響。蚯蚓活動(dòng)能改變土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布, 使土壤有機(jī)質(zhì)呈斑塊狀分布。不同生態(tài)類(lèi)群蚯蚓對(duì)碳分布的影響不同。在表深棲蚯蚓如Lumbricus terrestris洞穴不同深度的管壁上, 凋落物碳呈均勻分布; 但隨著深度增加, 深棲類(lèi)蚯蚓Aporrectodea giardi 和內(nèi)棲類(lèi)蚯蚓Aporrectodea caliginosa孔道壁上的碳明顯減少。土壤有機(jī)質(zhì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性受土壤生物(如真菌、細(xì)菌、植物根和蚯蚓等)、土壤結(jié)構(gòu)(如團(tuán)粒)和它們相互作用的

14、調(diào)控 。蚯蚓將有機(jī)質(zhì)與礦質(zhì)土混合, 形成富含有機(jī)質(zhì)的土壤微粒, 為有機(jī)質(zhì)提供物理保護(hù), 進(jìn)而減慢有機(jī)質(zhì)的周轉(zhuǎn), 提高土壤潛在的碳吸存 (carbon sequestration) 能力。在稀樹(shù)草原中由于穩(wěn)定的蚯蚓干糞對(duì)有機(jī)質(zhì)的保護(hù)作用, 大型內(nèi)棲類(lèi)蚯蚓Martiodrilus carimaguensis的糞中NH4+和NO3的濃度在兩星期后只有輕微變動(dòng)。研究表明在苜蓿地中, 蚯蚓的活動(dòng)提高了土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性, 增加了土壤碳氮在水穩(wěn)定性團(tuán)粒中的儲(chǔ)存。蚯蚓的活動(dòng)對(duì)土壤大團(tuán)聚體 (macroaggregates)和微團(tuán)聚體 (microaggregates) 的碳有保護(hù)作用, 有利于土壤碳的長(zhǎng)期穩(wěn)定

15、。Pulleman等 (2005) 在永久牧場(chǎng)中的研究也發(fā)現(xiàn), 蚯蚓的活動(dòng)是土壤中大量穩(wěn)定微團(tuán)聚體 (stable microaggregates) 存在的重要原因。這些穩(wěn)定微團(tuán)聚體可以給土壤有機(jī)質(zhì)提供物理保護(hù), 從而減少分解。蚯蚓將新鮮有機(jī)質(zhì)混合進(jìn)土壤穩(wěn)定微團(tuán)聚體的過(guò)程因種而異; 各蚯蚓種間的相互作用可能對(duì)此過(guò)程以及其對(duì)土壤碳的保護(hù)作用有重要的影響。1.2 在土壤氮、磷循環(huán)中的作用蚯蚓能提高土壤中可利用氮和磷的水平。野外接種實(shí)驗(yàn)表明, 蚯蚓活動(dòng)促進(jìn)了玉米殘?bào)w氮的流失。Lumbricus Terrestris的活動(dòng)顯著改變了玉米殘?bào)w氮的分布, 促進(jìn)了氮向植物和土壤轉(zhuǎn)移。提高蚯蚓 (Diploc

16、ardia, Megascolecidae) 的數(shù)量可導(dǎo)致植物地上和地下各部分氮含量的明顯升高。Schmidt 和 Curry (1999)報(bào)道在小麥苜蓿間作系統(tǒng)中, 蚯蚓能通過(guò)改變植物種內(nèi)和種間的氮分配而影響小麥和苜蓿間生物量的平衡。蚯蚓L . terrestris的活動(dòng)能提高氮的礦化率。蚯蚓活動(dòng)大大提高了土壤中無(wú)機(jī)氮(主要是NH4+-N)的濃度, 促進(jìn)了野外被標(biāo)記分解物中氮的流失。在溫室中添加蚯蚓，發(fā)現(xiàn)蚯蚓活動(dòng)能提高土壤礦化氮的濃度, 原因可能是蚯蚓消費(fèi)了大量的土壤微生物, 加速了微生物組織的礦化和周轉(zhuǎn)。蚯蚓對(duì)有機(jī)質(zhì)的作用, 因其自身及有機(jī)質(zhì)的種類(lèi)而異, 蚯蚓與不同質(zhì)和量有機(jī)物的相互作用不

17、僅影響有機(jī)質(zhì)被混入土壤的速度, 也影響其中氮的礦化。蚯蚓活動(dòng)對(duì)氮的凈效應(yīng)因農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的管理方式的不同而變化。蚯蚓通過(guò)減少微生物對(duì)氮的固定而提高氮的礦化及可利用性, 但在生長(zhǎng)季末, 土壤硝態(tài)氮以及土壤淺層氮濃度的升高會(huì)促進(jìn)氮從非有機(jī)肥系統(tǒng)中大量流失。在中耕作物 (row crop) 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中, 蚯蚓雖然不影響無(wú)機(jī)態(tài)氮或溶解態(tài)有機(jī)氮的濃度, 但能夠提高深層土水和氮的瀝濾 (leaching), 大大提高了土壤N淋出量, 從而增加系統(tǒng)中氮的淋失。Shuster等發(fā)現(xiàn)在植物殘?bào)w很多的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中, 蚯蚓對(duì)土壤碳氮的作用隨著蚯蚓種群大小及群落種類(lèi)組成的不同而不同。在草地向中耕作物系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過(guò)程的

18、前幾年, 密集的蚯蚓種群, 特別是L . terrestris種群, 會(huì)使系統(tǒng)土壤及其中的碳氮更易流失。但是種群大小中等的內(nèi)棲類(lèi)蚯蚓, 作用恰恰相反, 能讓土壤及其養(yǎng)分免于流失。氮在土壤中的轉(zhuǎn)化及其可利用量也因蚯蚓群落組成而不同。當(dāng)內(nèi)棲類(lèi)和深棲類(lèi)蚯蚓多時(shí), 土壤淋出液中NH4+-N濃度一般較高; 而在表?xiàng)?lèi)蚯蚓多時(shí), NO3-N常較高。蚯蚓是陸地生態(tài)系統(tǒng)N2O排放的生物源之一。在蚯蚓Lumbricus rubellus 腸道物中可培養(yǎng)的去氮菌是相應(yīng)土壤的256倍, 達(dá)到73,107個(gè)/g (干重)。蚯蚓攝取土壤中的產(chǎn)N2O細(xì)菌, 其腸道給這些反硝化菌提供了有利的微環(huán)境。Borken等 (200

19、0) 在野外實(shí)施了120 d的土柱實(shí)驗(yàn), 發(fā)現(xiàn)放養(yǎng)蚯蚓使得土壤CH4氧化率比對(duì)照降低53, 而N2O排放量提高57。但是, 蚯蚓并不是在任何生態(tài)系統(tǒng)中都提高N2O排放 。例如, 在施放了石灰的土柱中, 加入L. rubellus 會(huì)使N2O排放比對(duì)照降低8。蚯蚓通過(guò)取食、排泄、掘土等影響土壤微生物及土壤碳、氮的礦化過(guò)程, 改變土壤理化結(jié)構(gòu)(如透氣性、pH值等)進(jìn)而影響其體內(nèi)及土壤中的硝化和反硝化過(guò)程。蚯蚓對(duì)N2O排放的正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng)的平衡決定了其最終的貢獻(xiàn)。土壤微宇宙(micro- cosm)實(shí)驗(yàn)表明, 蚯蚓L. terrestris的掘穴行為及取食偏好與土壤有機(jī)磷源的特性關(guān)系密切, 蚯蚓的活

20、動(dòng)便于P向下移動(dòng), 提高了P在土壤中的斑塊分布, 同時(shí)在蚯蚓糞或洞穴等“熱點(diǎn)”區(qū)域顯著改變P的狀態(tài), 如可溶性、有機(jī)磷庫(kù)、堿性磷酸酶活性等。2 對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響2.1 對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的作用蚯蚓對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、團(tuán)聚體形成以及植物生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收所需的物理?xiàng)l件有十分重要的影響。蚯蚓主要通過(guò)其排泄物 (cast) 及孔道影響土壤結(jié)構(gòu)。蚯蚓糞的溶脹值 (swelling values) 和孔隙度 (porosity values) 分別比對(duì)照的土壤高出50和20。在嚴(yán)重退化的草地土壤中接種蚯蚓, 結(jié)果顯示蚯蚓促進(jìn)了土壤團(tuán)聚過(guò)程 (soil aggregation)。在非洲稀樹(shù)草原28個(gè)月的野外實(shí)驗(yàn)表明, 蚯

21、蚓M . anomala的活動(dòng)形成土壤中粒徑大于50 mm 的大團(tuán)聚體。蚯蚓的活動(dòng)也并不一定總是有益于土壤結(jié)構(gòu)的。在中亞馬遜河流域的氧化土中, 過(guò)多的蚯蚓Pontoscolex corethrurus使草地土壤中大孔隙的數(shù)量減少, 蚯蚓排泄物在土表形成一層殼狀物, 導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)退化。 2.2 對(duì)土壤調(diào)節(jié)因子(modulators)的影響土壤調(diào)節(jié)因子(modulators)就是土壤中那些能影響生物活動(dòng), 但又不會(huì)被生物消耗的土壤物理和化學(xué)特性, 如pH值、氧化還原狀態(tài)、溫度等 。蚯蚓活動(dòng)在影響生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)過(guò)程及系統(tǒng)中的各種資源如碳、氮、磷和水等的同時(shí), 也對(duì)系統(tǒng)中上述各種土壤調(diào)節(jié)參數(shù)產(chǎn)生影響

22、。蚯蚓排泄物的pH值明顯高于周?chē)寥馈Ｍ寥勒{(diào)節(jié)因子又反過(guò)來(lái)影響森林土壤中的生物過(guò)程和碳氮循環(huán)3 與植物、微生物及其他無(wú)脊椎動(dòng)物的相互作用3.1 對(duì)植物的影響蚯蚓對(duì)土壤中可利用氮、磷有重要影響, 可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)。蚯蚓還可能使植物體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)發(fā)生變化, 進(jìn)而影響植物與其他生物的相互作用。對(duì)植物種子的散布、埋藏以及植物幼苗的恢復(fù)和空間分布有明顯的影響, 最終可能改變植物群落的組成。蚯蚓有利于植物從有機(jī)質(zhì)和土壤中吸收氮, 并且提高了非豆科植物L(fēng)olium perenne和Plantago lanceolata根莖的生長(zhǎng), 但降低了P. lanceolata上蚜蟲(chóng)的繁殖力, 說(shuō)明蚯蚓活動(dòng)可能間接改變植

23、物的化學(xué)組成從而避免被取食。但也有蚯蚓的活動(dòng)不利于植物對(duì)氮的吸收的報(bào)道。目前, 關(guān)于蚯蚓對(duì)植物生長(zhǎng)影響的知識(shí)還很片面, 以往的研究對(duì)象多集中在農(nóng)作物特別是谷類(lèi)和牧草上, 關(guān)于自然群落中的樹(shù)種與蚯蚓關(guān)系的研究很少; 研究對(duì)象也多為歐洲蚯蚓。3.2 對(duì)微生物的影響有蚯蚓作用的土壤中微生物總量減少,而可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增加, 真菌與細(xì)菌之比略高于對(duì)照土壤; 而且通過(guò)蚯蚓腸道后, 雖然微生物總量減少了, 但有活性的微生物生物量 (active components of MB)增加了。蚯蚓在降低微生物實(shí)際代謝活動(dòng)的同時(shí)提高了其潛在活動(dòng)力; 蚯蚓種類(lèi)和功能群數(shù)的減少都可能改變土壤微生物群落功能。 在室內(nèi)微宇宙控制實(shí)驗(yàn)中研究了蚯蚓對(duì)土壤微生物活性的刺激作用, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)微生物呼吸的升高并不像原先