土壤动物修复技术作用的机理及展望

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1、土壤动物修复技术作用的机理及展望        土壤动物是土壤生态系统中的主要生物类群之一，占据着不同的生态位，对土壤生态系统的形成和稳定起着重要的作用。这些动物主要有土壤原生动物和土壤后生动物群落组成。一般平均每克土中含有原生动物的数量可达1万～4万个以上；而土壤后生动物群落主要有线虫、千足虫、蜈蚣、轮虫、蚯蚓、白蚁、老鼠等。据从数量上估计，每平方米土壤中，无脊椎，如蚯蚓、蜈蚣及各种土壤昆虫有几十到几百个，小的无脊椎动物可达几万至几十万个。它们对土壤肥力保持和生产力的提高具有很重要的作用，土壤生物区系、土壤生物多样性和全球变化对土壤生物的影响已成为土壤生态学研究的前沿领域。土壤动物多样性

2、及其保护研究、土壤动物在生态系统中的作用研究、土壤动物的指示作用研究、利用土壤动物筛选最佳土地利用方式研究、土壤动物与农业害虫关系研究以及自然保护区土壤动物研究等成为研究热点；同时国内外微生物修复技术和植物修复技术的研究也成为研究热点，但对土壤动物修复方面的研究却较少。虽然牛明芬、高岩、俞协治、郭永灿等已经用蚯蚓等动物来修复污染土壤。但一直以来，还没有人对动物修复的具体机理和应用作系统地研究。而本文则在于综述动物修复的原理和应用。l  土壤动物修复的理论基础和保障1．1土壤动物的生态功能土壤动物在土壤生态系统中占有重要的生态位，维持着土壤生态结构的稳定，在土壤物质循环和能量流动起着直接或间

3、接的作用。蚯蚓、鼠等动物以动植物残体为食，不断地破碎和分解有机物。一方面给微生物提供了更多的营养，同时微生物随着土壤动物在土壤中的运动而不断带到新的环境中大量繁殖；另一方面，动物对有机物等的破碎作用增加了微生物的接触面积。特别是密集性的农业生产以来，大量的秸秆、粪便归还到土壤中，土壤动物的作用使得这些物质分解速度加快，分解后能被植物迅速利用，不然积累过多，必然导致废弃物积累过多!为此，山东农业大学的刘玉升博士提出构建腐屑生态系统，通过加大腐食动物发展，促进腐食动物破碎、分解和消化动植物残体，促进各种物质快速循环，维持生态平衡。1．2土壤动物在土壤的形成、发育和肥力维持方面有着举足轻重的作用

4、    土壤动物特别是无脊椎动物对动植物残体粉碎和分解作用，促进了物质的淋溶、下渗，还增加了土壤中细菌和真菌活动的接触面积，加速了养分的流动；土壤动物通过直接采食细菌或真菌或通过有机物质的粉碎、微生物繁殖体的传播和有效营养物质的改变等间接方式来影响微生物群落的生物量和活动。由于微生物特别是细菌的活动性差，因而只能靠水及其他的运动而移动。蚯蚓等无脊椎动物通过产生蚓粪使微生物和底物充分混合，蚯蚓分泌的黏液和对土壤的松动作用，改善了微生物生存的物理化学环境，大大增加了微生物的活性及其对有机物的降解速度。    土壤动物的上下翻动作用，一方面机械混合了土壤的物质组成；另一方面改变了微地形，从而使土

5、壤中的水、气、热量状况和物质的转化都受到很大影响。许多动物通过与土壤之间的物质、能量交换，参与了土壤中物质和能量的转化过程。许多动物的挖掘作用，在土层内造成了大小不同的洞穴对土壤的透水性、通气性和松紧度均有很大影响。土壤动物的上下移动发生混合，可降低土壤容重，增加土壤表层的结构性和土壤表面的通透性，从而影响水分传输。土居性动物如蚯蚓在土壤中向上挖掘与空气相通、向下可达自由水的通道，增加土壤的渗透性。    土壤动物的消化、排泄使土壤中一些复杂的有机质转变成简单有效的营养物质，加速了物质的生物循环，提高了物质的有效性，而且也改善了土壤结构，增加了土壤的保肥与供肥能力。    1．3土壤动物人

6、工养殖技术    近几年来，经济动物、特种经济动物、经济昆虫产业迅速发展，大量科研人员深入研究土壤动物的生物学、生态学习性和人工养殖技术，为动物修复技术提供大量的养殖经验和大量的土壤动物材料，使大面积进行土壤动物修复成为可能。    如我国的蚯蚓养殖从上个世纪70年代就开始了，近几年又有了新的高潮；蜘蛛、地鳖、蛴螬等的养殖技术也已经趋于成熟。    2土壤动物修复技术的机理  2．1土壤动物修复的概念       目前，土壤动物还没有统一的准确定义。狭义土壤动物是指生活史全部时间都在土壤中生活的动物；广义土壤动物指凡是生活史中的一个时期(或季节中某一时期)接触土壤表面或者在土壤中生活的动物

7、均称为土壤动物。狭义定义与实际应用不相符，所以土壤动物修复技术适宜采用的是土壤动物广泛的定义。许多学者在论述生物修复技术时都涉及到动物修复技术，但没有提出一个准确的概念。由土壤动物的广义定义可以看出，动物修复技术起主要的是土壤动物，因此刘军认为土壤动物修复技术是利用土壤动物及其肠道微生物在人工控制或自然条件下，在污染土壤中生长、繁殖、穿插等活动过程中对污染物进行破碎、分解、消化和富集的作用，从而使污染物降低或消除的一种生