文献综述 氮添加处理对三种土壤节肢动物的影响
1.1氮添加处理
近几十年来,由于工农业发展和化石燃料的大量燃烧导致N沉降在全球范围增加[1],上个世纪大气N沉降增加约4倍[2],预计到本世纪末全球N沉降速率还将增加2.5倍[3],这些含N化合物通过干湿沉降进入陆地生态系统并对其产生巨大影响[4]。 在这一全球变化背景下,N沉降研究已成为国际上生态和环境研究的热点内容之一,模拟N沉降的N添加试验不断开展[5]。我国南方地区是高N 沉降区域。N沉降的增加会导致土壤酸化和养分流失,还会引起森林生态系统的磷(P)限制[6]。氮添加处理即是模拟氮沉降,为预测N沉降对生态系统的影响提供现实依据。
1.2土壤节肢动物
土壤动物被称为“生态系统工程师”, 是土壤生物群落最重要的组成部分之一, 具有生物元素转化、存储和养分释放等重要作用 [7]。其中, 土壤节肢动物无论种群数量和种群密度在土壤生态系统中都具有较大的优势,它们是土壤生态系统的重要组成部分,是监测土壤健康状态的重要指标,它们的存在对改善土壤质量有很大的作用[8]。
1.2.1 土壤节肢动物国内外研究概况
近年来,我国对土壤节肢动物的研究多集中于植被类型对土壤节肢动物的影响以及土壤节肢动物对凋落物分解的影响方面[7]。例如,对纯林和混交林的研究得出,混交林中土壤节肢动物个体密度和类群数量显著高于纯林,而多样性指数和均匀度显示纯林高于混交林,且相关分析得出全氮含量是影响土壤节肢动物多样性的主要因子,其原因主要由土壤节肢动物取食偏好造成[9]。土壤节肢动物中,螨类和弹尾类是数量最多和分布最广的两种类群,常被作为土壤质量、污染程度的指示生物,并且由于其在土壤团聚体的形成中而受到越来越多的人关注[10][11]。
1.3土壤中N对土壤节肢动物的作用
氮沉降在全球范围内普遍存在,中国是目前NOx和NH3排放量最大的国家,氮沉降速率也居全球最高水平,并且随着经济的发展,在未来数十年里将急剧增加[7]。通常情况下,大气氮沉降的增加提高了森林土壤氮素有效性,但长期而持续的高氮沉降将改变植物群落结构,影响生态系统碳储存,导致营养失衡甚至生态系统衰退[12],对土壤动物具有潜在重要影响。氮沉降可直接通过产生酸性沉降物影响土壤动物的数量、种类、多样性以及生态功能,也可能通过改变土壤理化性质、凋落物输入量、土壤PH、植被群落等简介影响土壤动物。在自然生态系统中,模拟氮沉降通常降低了土壤动物的多度和多样性[9][13]。
