PAGE14劉土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)與土壤微生態(tài)環(huán)境的關(guān)系PAGE15基金項(xiàng)目：教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（206148）；陜西省教育廳省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研與建設(shè)項(xiàng)目（04JS02）作者簡介：劉長海（1966－），男，副教授，博士研究生，主要從事森保及動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究。E-mail:yadxlch@收稿日期：20土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)與土壤微生態(tài)環(huán)境的關(guān)系摘要：主要綜述了國內(nèi)外蚯蚓種群、捕食性線蟲、螞蟻、跳蟲、螨類等土壤動(dòng)物與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系，以及蚯蚓、白蟻、蝸牛、線蟲等土壤動(dòng)物與土壤酶活性的相關(guān)性研究；提出了該學(xué)科今后的研究趨勢。該學(xué)科未來要融合土壤動(dòng)物和整個(gè)農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的研究為一體，把農(nóng)林的土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)及其與土壤微生態(tài)環(huán)境關(guān)系結(jié)合起來，耦合土壤動(dòng)物與植物根系-根際微生態(tài)環(huán)境，鏈接農(nóng)林土壤動(dòng)物與土壤健康及其害蟲生態(tài)調(diào)控，分析探究它們內(nèi)在的聯(lián)系和機(jī)制，加強(qiáng)立地調(diào)控措施，為森林健康和土壤健康提供科學(xué)基礎(chǔ)資料。關(guān)鍵詞：土壤動(dòng)物；群落生態(tài)學(xué)；微生態(tài)環(huán)境；森林健康；土壤健康

土壤動(dòng)物是指一段時(shí)間定期在土壤中生活，而且對(duì)土壤有一定影響的動(dòng)物。涉及的類群甚為廣泛，主要有原生動(dòng)物、扁形動(dòng)物、輪形動(dòng)物、線形動(dòng)物、軟體動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、緩步動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物等幾大類。土壤動(dòng)物在土壤有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)、改善土壤結(jié)構(gòu)、影響土壤質(zhì)量和植物演替中具有重要的作用[1]。土壤動(dòng)物群落是農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，它與土壤微生物等其它生物構(gòu)成了地下生物群落，它的生存、活動(dòng)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的形成、土壤結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)性質(zhì)的變化有一定影響，與農(nóng)林產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。本文通過對(duì)國內(nèi)外土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)與土壤微生態(tài)環(huán)境的研究，旨在深入研究土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征及其土壤微生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，對(duì)于森林健康和土壤健康具有一定的指導(dǎo)意義，為深入探討土壤動(dòng)物對(duì)土壤質(zhì)量變化的指示作用提供科學(xué)基礎(chǔ)資料。1土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系1.1國外的研究眾所周知，土壤動(dòng)物可以激活土壤微生物的活性，因此加快了土壤有機(jī)物質(zhì)的分解作用。G.W.Yeatesetal.為了評(píng)價(jià)線蟲和蚯蚓作為土壤質(zhì)量指示動(dòng)物的可用性，在新西蘭的四個(gè)土壤樣地比較蚯蚓種群和捕食性線蟲對(duì)耕種的反應(yīng)，并對(duì)這幾類土壤動(dòng)物的總數(shù)量與6個(gè)土壤物理因子、土壤碳和pH的關(guān)系做了調(diào)查研究[2]；K.B.Gongal'skiietal.用bait-laminatest在云杉森林的草地灰化土壤中研究了土壤動(dòng)物的空間分布形式及其營養(yǎng)活性，結(jié)果表明在“測試點(diǎn)”水平，觀察到土壤動(dòng)物的分布和土壤的物理化學(xué)性質(zhì)沒有明顯的聯(lián)系，食腐質(zhì)者的分布形式與其營養(yǎng)活性相似[3];YoshiakiSuzukietal.將碾碎并過濾的檢測礦物質(zhì)K-feldspar和石英砂混合于人造的無礦物質(zhì)顆粒的腐殖質(zhì)，這些混合物被用于飼養(yǎng)塑料容器中的土壤動(dòng)物，用供給的實(shí)驗(yàn)定量測試赤子愛勝蚓Eiseniafeida和甲蟲的幼蟲Protaetialugubrisinsperata對(duì)礦物質(zhì)顆粒的分解[4]；MikaR?tyetVeikkoHuhta研究蚯蚓和土壤pH對(duì)線蟲和線蚓科群落的影響，得出結(jié)論是經(jīng)過石灰處理的土壤，不論只有蚯蚓還是蚯蚓種群作為媒介的情況下，均有可能影響線蟲和線蚓科群落和礦化作用[5]；SilkeVetteretal.通過分析土壤動(dòng)物密度制約、生物調(diào)節(jié)和相互抑制，研究了土壤動(dòng)物潛在的局限性對(duì)土壤碳元素流動(dòng)所產(chǎn)生的影響[6]；LisaColeetal.利用“小宇宙”實(shí)驗(yàn)，研究了中型土壤動(dòng)物的密度和物種豐富度對(duì)營養(yǎng)礦化和植物生長的影響，得出結(jié)論認(rèn)為動(dòng)物密度的差異比起物種豐富度對(duì)土壤營養(yǎng)礦化作用過程有更大的影響[7]。AidanM.Keithetal.為了檢測植物群落的演替變化是否影響地下群落結(jié)構(gòu)，沿著蘇格蘭高原從石南高沼地到樺樹林的兩個(gè)獨(dú)立長期連續(xù)的樣地，結(jié)果表明樹木通過操縱資源和土壤理化因子來控制土壤群落結(jié)構(gòu)，更加豐富線蟲的多樣性和提高營養(yǎng)的復(fù)雜性[8]；G.Bakeretal.研究了引進(jìn)蚯蚓在農(nóng)業(yè)和開墾地中的生態(tài)學(xué)及其對(duì)土壤性質(zhì)、植物產(chǎn)量和其它土壤生物群的影響，引進(jìn)蚯蚓對(duì)土壤性質(zhì)如土壤結(jié)構(gòu)、有效養(yǎng)分、根部發(fā)病率等具有廣泛的影響，對(duì)干擾地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和退化土壤的改良產(chǎn)生可持續(xù)效益[9]；D.A.DavidsonetI.C.Grieve研究報(bào)道了高原草地土壤動(dòng)物對(duì)經(jīng)過石灰處理和未經(jīng)處理的土壤結(jié)構(gòu)特征的影響，經(jīng)過為期兩年多的調(diào)研，認(rèn)為線蚓科蚯蚓的排泄物促使土壤團(tuán)聚顆粒的形成[10]。M.S.Naharetal.粗糞和堆肥對(duì)線蟲群落及其對(duì)土壤微生物、土壤理化性質(zhì)的指示作用的不同影響，使用粗糞增加了土壤有機(jī)質(zhì)、微生物生物量-氮和潛在的可礦化物-氮和碳，植物寄生線蟲數(shù)量最低，土壤線蟲的香農(nóng)-威納指數(shù)、辛普森指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)降低，同時(shí)在兩種處理的樣地非植物寄生線蟲數(shù)量增加，植物寄生線蟲和非植物寄生線蟲可作為實(shí)用的土壤質(zhì)量指示物種[11]；LeticiaRíos-Casanovaetal.用螞蟻的豐富度和多度來計(jì)算其多樣性和均勻性指數(shù)，研究螞蟻多樣性及其與植物和土壤因子的關(guān)系，主要目的在于確定螞蟻多樣性在階地中的主要差別。盡管豐富度在沙壤和復(fù)雜植物結(jié)構(gòu)的階地沒有差別，但在這種階地中螞蟻多樣性和食物功能團(tuán)種類比粘土和鈣質(zhì)土豐富[12]。PhilipJ.Murrayetal.對(duì)增添肥料、植物和土壤環(huán)境之間的相互作用牽連土壤動(dòng)物結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)基于高原草地生態(tài)系統(tǒng)增添養(yǎng)分和鈣質(zhì)肥料（NL）對(duì)植物群落和土壤生物群的影響，經(jīng)過NL處理能增加地上植物生物量和加速土壤生根，引起捕食性線蟲數(shù)量的增加，但線蟲的多度是總體抑制，這種減少可能和土壤的濕度緊密聯(lián)系，其意義在于經(jīng)過NL處理地上生物量的大量產(chǎn)生使蒸發(fā)蒸騰作用加大，這種研究著重強(qiáng)調(diào)根據(jù)引發(fā)多樣性的變化和土壤物理環(huán)境的修復(fù)控制定居在土壤中的線蟲[13]。R.D.Reelederetal.[14]研究了脆弱耕種地土壤耕地、覆蓋作物和養(yǎng)分對(duì)蚯蚓和小型節(jié)肢動(dòng)物的影響，在實(shí)驗(yàn)樣地觀察表明，蚯蚓Aporrectodeaturgida的種群數(shù)量較低，以幼蟲為優(yōu)勢種；春季未耕種樣地動(dòng)物種群數(shù)量比常規(guī)耕種樣地顯著增多，耕地對(duì)秋季種群并沒有很大的影響，但總體而言，在沒有額外增加養(yǎng)分的未耕作地或用過度播種的黑麥（Secalecereale）為覆蓋作物的樣地種群數(shù)量卻很高；從提取的土壤DNA顯現(xiàn)出，土壤微生物生物量春季比秋季多；養(yǎng)分的增加對(duì)前氣亞門螨類或隱氣亞門螨類數(shù)量在未耕作地總體很高，春季中氣亞門螨類種群數(shù)量在以黑麥覆蓋作物樣地的數(shù)量比沒有冬種性植物覆蓋作物豐富，秋季強(qiáng)的降雨量期間，常規(guī)的耕作對(duì)無氣門亞目螨類刺激興奮；彈尾目種群以棘跳科和等節(jié)跳科為優(yōu)勢種群，但經(jīng)過任何處理的樣地對(duì)這二種群沒有很大的影響；對(duì)主要成分分析認(rèn)為，A.turgida種群和土壤聚集作用趨向于正相關(guān)，但是棘跳科跳蟲、前氣亞門螨類和Pythium的種群數(shù)量趨向于和其它可引起的變化沒有聯(lián)系。1.2國內(nèi)的研究由于凋落物層和土壤層是土壤動(dòng)物的棲息場所，因此凋落物的儲(chǔ)存量、分解狀態(tài)和速率以及土壤的理化性質(zhì)直接影響了土壤動(dòng)物群落的多樣性。土壤動(dòng)物對(duì)不同類型的凋落物的分解作用不同，凋落物處于不同的分解階段時(shí)，其中的土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量也有差異[15]。土壤的理化性質(zhì)也直接影響到土壤動(dòng)物的多樣性與分布，土壤動(dòng)物反作用于土壤，它們?cè)谟袡C(jī)質(zhì)的分解、養(yǎng)分循環(huán)、改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤肥力方面扮演著十分重要的角色。因此，二者之間關(guān)系密切。張一等調(diào)查了長白山紅松闊葉混交林土壤水分、土壤溫度對(duì)土壤動(dòng)物活動(dòng)規(guī)律的影響，結(jié)果表明，土壤溫度和濕度是土壤動(dòng)物分布的主要限制因子，土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量與土壤溫度和濕度的變化正相關(guān)[16]。孫儒泳認(rèn)為:土壤pH值是土壤動(dòng)物分布的限制因素，多數(shù)土壤動(dòng)物適宜在微酸性和近中性的土壤中生存[17]。殷秀琴等通過研究發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，土壤動(dòng)物多樣性越高。土壤中全P含量對(duì)動(dòng)物的分布無明顯影響[18]。也有學(xué)者的調(diào)查表明，土壤動(dòng)物種類、數(shù)量及生物量均與土壤有機(jī)質(zhì)、全N、全P含量顯著正相關(guān)，與土壤pH值相關(guān)不明顯。張雪萍等對(duì)東北羊草草原、東部山地、農(nóng)田灌溉區(qū)土壤動(dòng)物與環(huán)境關(guān)系做了探討，研究結(jié)果表明，在中性至堿性環(huán)境中，土壤動(dòng)物密度與土壤pH值呈反相關(guān)，與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系[19]；還以兩對(duì)不同使用方式的林地為研究對(duì)象,研究表明,自然林地的土壤動(dòng)物種類、數(shù)量、生物量及自然林的土壤有機(jī)質(zhì)、土壤微量元素的含量等均明顯高于耕作土地,土壤動(dòng)物的種類、數(shù)量、生物量與土壤營養(yǎng)元素的含量呈正相關(guān);土壤動(dòng)物體的礦質(zhì)元素與其所在土壤的礦質(zhì)元素相關(guān)顯著,但土壤動(dòng)物體的微量元素與土壤微量元素間沒有明顯的相關(guān)性[20]。鄭長英等對(duì)農(nóng)田土壤螨群落變化與環(huán)境因素關(guān)系的研究得出結(jié)論，土壤螨類與數(shù)量隨土壤養(yǎng)分的增加而增加，隨土壤容重和pH值的增大而減少；長期施用EM堆肥，土壤空隙多，通氣性好，土壤耕層增厚，有機(jī)質(zhì)含量提高，土壤螨種類與數(shù)量最多[21]。王振中等[22]對(duì)森林（人工針葉林、針葉闊葉混交林、常綠闊葉林、灌草叢）和農(nóng)田（重污染區(qū)、中污染區(qū)、輕污染區(qū)、遠(yuǎn)離污染源的清潔區(qū)）的研究，從森林土壤主要理化指標(biāo)測定結(jié)果來看,在一定程度可以把土壤動(dòng)物豐度作為土壤肥力的重要指標(biāo)，而農(nóng)田環(huán)境則完全不同,特別是農(nóng)藥污染環(huán)境中的土壤動(dòng)物的減少,種群多樣性指數(shù)值下降。最后將土壤動(dòng)物豐度作一排序,得出結(jié)論認(rèn)為灌草叢土壤動(dòng)物豐度>常綠闊葉林>針闊葉混交林>人工針葉林>農(nóng)田土壤清潔區(qū)>農(nóng)藥輕污染區(qū)>中污染區(qū)>重污染區(qū)，把有機(jī)質(zhì)含量高低與土壤動(dòng)物豐度聯(lián)系在一起。邱軍、傅榮恕[23]對(duì)不同溫度和土壤含水量甲螨和跳蟲數(shù)量的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀察。結(jié)果表明，溫度和土壤含水量對(duì)土壤甲螨和跳蟲的數(shù)量變動(dòng)均具有一定的影響。甲螨和跳蟲生長的最適溫、濕度差異不明顯，最適溫度約在24℃左右,最適濕度約為16%的含水量。甲螨耐受低溫、干旱環(huán)境的能力明顯大于跳蟲。林英華等對(duì)農(nóng)田土壤動(dòng)物和土壤理化性質(zhì)從不同角度進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究[24-28]。結(jié)果表明,土壤有機(jī)質(zhì)、田間持水量和土壤全氮負(fù)荷量(或權(quán)重系數(shù))較高；線蟲、蜱螨類和鞘翅目昆蟲負(fù)荷量較高，在兩者作為一個(gè)整體的組合中，土壤有機(jī)質(zhì)、田間持水量和土壤全氮對(duì)線蟲、蜱螨類和鞘翅目昆蟲影響較大，而土壤有機(jī)質(zhì)和土壤全氮對(duì)線蟲、蜱螨類的作用最大，其它土壤因子與土壤動(dòng)物類群之間相關(guān)性較弱。通過對(duì)黃土區(qū)農(nóng)田不同施肥條件下農(nóng)田土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的研究，得出結(jié)論認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)是土壤動(dòng)物主要能量來源，增加土壤有機(jī)質(zhì)勢必影響土壤動(dòng)物群落組成，土壤動(dòng)物與土壤生態(tài)環(huán)境的關(guān)系密切。大型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)量與土壤有機(jī)質(zhì)含量之間相關(guān)性不顯著，中小型土壤動(dòng)物與土壤有機(jī)質(zhì)含量間的相關(guān)性則較顯著，說明施肥種類和含量對(duì)土壤動(dòng)物的影響程度不同。土壤全N含量與農(nóng)田土壤動(dòng)物之間的相關(guān)性與它和土壤有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系；中小型土壤動(dòng)物與pH值之間相關(guān)關(guān)系較為顯著，表明中小型土壤動(dòng)物受pH影響更明顯。土壤動(dòng)物與土壤含水率呈正相關(guān)，且與大型土壤動(dòng)物類群之間的相關(guān)關(guān)系極顯著，說明土壤含水量對(duì)大型土壤動(dòng)物分布影響顯著。同時(shí)也表明農(nóng)田土壤動(dòng)物的密度與土壤中的有機(jī)質(zhì)含量有一定關(guān)系，土壤有機(jī)質(zhì)的含量與土壤動(dòng)物的密度無明顯關(guān)系，土壤中有機(jī)質(zhì)含量與土壤動(dòng)物的比例也沒有明顯的關(guān)系。另外，還對(duì)陜西黃土區(qū)6種長期定位施肥農(nóng)田土壤動(dòng)物群落進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果表明，選取的環(huán)境因子與農(nóng)田土壤動(dòng)物因子的關(guān)聯(lián)表現(xiàn)出一定的規(guī)律性,土壤pH和含水量對(duì)土壤動(dòng)物個(gè)體總數(shù)的影響最大。對(duì)農(nóng)田土壤動(dòng)物的影響的大小順序?yàn)?全N>有機(jī)質(zhì)>含水量>pH>有效P。最近又對(duì)吉林黑土區(qū)不同施肥處理對(duì)農(nóng)田土壤昆蟲的影響進(jìn)行研究認(rèn)為，大型土壤昆蟲個(gè)體數(shù)和類群數(shù)撂荒中分布最多，中小型土壤昆蟲則分別在撂荒和輪作中分布最多，反映出不同施肥對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境，進(jìn)而對(duì)土壤動(dòng)物群落產(chǎn)生的影響；各種施肥對(duì)農(nóng)田土壤昆蟲個(gè)體數(shù)影響最大，對(duì)中小型土壤昆蟲均勻性影響最小。殷秀琴等[29]在吉林省左家自然保護(hù)區(qū)同一坡面上不同地形部位通過對(duì)森林凋落—土壤動(dòng)物—土壤系統(tǒng)中營養(yǎng)元素含量關(guān)系及分異做了縱向研究，認(rèn)為土壤動(dòng)物體內(nèi)N、P、Ca含量明顯高于凋落物和土壤，土壤中K、Mg、Fe元素含量則高于土壤動(dòng)物和凋落物。錢復(fù)生和王宗英[30]、王宏偉[31]、張俊霞和劉閑謙[32]研究了棗園土壤動(dòng)物與土壤環(huán)境的關(guān)系，認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)和N、P、K含量是棗園土壤肥力的重要標(biāo)志以及棗園土壤動(dòng)物的物種豐富度和數(shù)量與土壤養(yǎng)分含量有密切關(guān)系。研究結(jié)果表明，土壤養(yǎng)分特性對(duì)土壤動(dòng)物的影響較大，一般情況下，土壤養(yǎng)分含量高，土壤動(dòng)物的類群和個(gè)體數(shù)多以及有機(jī)質(zhì)、全N量和速效K的含量高，土壤動(dòng)物豐富多樣；pH值低，土壤容量小，類群與個(gè)體數(shù)則多，反之亦然，且其類群數(shù)和個(gè)體數(shù)隨著土壤深度的增加而遞減。2土壤動(dòng)物與土壤酶活性的關(guān)系2.1國外的研究土壤酶是由微生物、動(dòng)植物活體分泌及由動(dòng)植物殘?bào)w、遺骸分解釋放于土壤中的一類具有催化能力的生物活性物質(zhì)，根據(jù)作用原理可以分為水解酶類、氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、裂合酶類4大類。土壤酶是土壤的組成成分之一，參與包括土壤中的生物化學(xué)過程在內(nèi)的自然界物質(zhì)循環(huán)，土壤酶的酶促作用，是在土壤顆粒、植物根系和微生物細(xì)胞表面上發(fā)生的，具有與環(huán)境的統(tǒng)一性，土壤酶使土壤具有同生物體相似的活組織代謝能力。在Woods(1898)首次從土壤中檢測出過氧化物酶活性之后，土壤酶學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了很長的時(shí)間。早期主要是運(yùn)用微生物學(xué)研究材料和方法，探討土壤酶與土壤微生物的關(guān)系。20世紀(jì)50年代以后，生物化學(xué)、分子生物學(xué)等學(xué)科在理論和技術(shù)上的發(fā)展，極大地推動(dòng)了土壤酶學(xué)的研究，研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向土壤酶檢測手段的改進(jìn)、土壤酶的來源和性質(zhì)、土壤酶活性與土壤狀況的相互關(guān)系以及土壤酶活性與土壤肥力因子的關(guān)系等方面，到80年代中期，土壤酶學(xué)的理論和體系逐漸完善。80年代后期至今，土壤酶的檢測技術(shù)、土壤酶活性對(duì)干擾的響應(yīng)和土壤酶功能重要性等方面的研究成為研究者感興趣的研究內(nèi)容。近年也加強(qiáng)了土壤動(dòng)物，如蚯蚓、白蟻、蝸牛、線蟲等與土壤酶活性相關(guān)性的研究，以揭示動(dòng)物在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的作用及機(jī)制[33-41]。Lattaud等檢測了葡糖苷酶活性及其來源，研究表明，蚯蚓擁有相對(duì)完整的酶系統(tǒng)，釋放的酶可以分解根、枯落物和真菌組織，并且表現(xiàn)一定的專一性。目前，有潮濕的熱帶草原，蚯蚓是土壤動(dòng)物群落的關(guān)鍵組分，它們消化率高并且具有專一的消化過程，可以土壤中貧瘠的有機(jī)物為食，提高他們的生態(tài)位[44]。土壤酶活性可以作為蚯蚓和它們的排泄物對(duì)土壤質(zhì)量影響的指示物[45]。這些研究顯示，土壤酶與土壤動(dòng)物在物質(zhì)代謝中扮演著重要角色。2.2國內(nèi)的研究我國對(duì)土壤酶的研究始于20世紀(jì)60年代初期，主要研究土壤酶與土壤微生物的關(guān)系、耕作技術(shù)對(duì)土壤酶的影響及土壤酶與植物生長的關(guān)系，僅發(fā)表少量研究報(bào)告[46]。國內(nèi)的研究主要集中于土壤物理化學(xué)性質(zhì)、土壤類型、植物、外界因素（如重金屬、農(nóng)藥、垃圾等）與土壤酶活性的研究。到目前為止，國內(nèi)涉及土壤動(dòng)物和土壤酶活性相互關(guān)系的研究鮮有報(bào)道[47]。蘇永春等[48]研究了農(nóng)田土壤動(dòng)物和微生物的季節(jié)動(dòng)態(tài)與土壤生物化學(xué)特征之間的關(guān)系,并利用灰色理論與方法進(jìn)行分析。結(jié)果表明,土壤生物和土壤生物化學(xué)特征均有明顯的季節(jié)性變化。而土壤動(dòng)物和微生物的季節(jié)動(dòng)態(tài)與土壤生物化學(xué)特征之間也具有明顯的相關(guān)性。其中關(guān)系最大的生物化學(xué)特征是過氧化氫酶、脫氫酶、無機(jī)磷轉(zhuǎn)化作用和枯枝落葉分解速率。3小結(jié)與展望縱觀國內(nèi)外20世紀(jì)80年代以來土壤動(dòng)物與微生態(tài)環(huán)境的關(guān)系研究，生物技術(shù)和高新技術(shù)迅速發(fā)展帶動(dòng)了土壤動(dòng)物學(xué)的研究。不僅有傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究而且還有現(xiàn)代理論和實(shí)際應(yīng)用研究，推動(dòng)了土壤動(dòng)物生態(tài)學(xué)及其地下微生態(tài)系統(tǒng)等相關(guān)學(xué)科的研究。土壤動(dòng)物研究由分類轉(zhuǎn)向土壤動(dòng)物在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)方面的作用的研究，尤其是加強(qiáng)了土壤動(dòng)物與土壤微生態(tài)環(huán)境以及與周圍環(huán)境要素相互關(guān)系的研究，特別是對(duì)氮、磷、鉀和無機(jī)礦物質(zhì)的循環(huán)與土壤動(dòng)物之間的關(guān)系以及土壤動(dòng)物在土壤肥力和元素循環(huán)中的作用進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究。同時(shí)，對(duì)土壤動(dòng)物與土壤污染的關(guān)系做了一定的研究。土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)及其土壤微生態(tài)環(huán)境研究尚存在一下問題：（1）土壤動(dòng)物的研究方法及手段還有待進(jìn)一步完善完善；（2）本底調(diào)查薄弱，對(duì)不同類型土壤動(dòng)物群落區(qū)系組成的進(jìn)行調(diào)查。目前，國內(nèi)對(duì)人工林生態(tài)系統(tǒng)的土壤動(dòng)物多樣性研究較少；（3）缺乏土壤動(dòng)物標(biāo)本庫，難以做到信息資源共享；（4）土壤動(dòng)物與土壤酶的關(guān)系研究偏少；（5）如何運(yùn)用土壤動(dòng)物的多樣性量化評(píng)價(jià)立地質(zhì)量，將土壤動(dòng)物和土壤健康融合為一體研究；（6）對(duì)土壤動(dòng)物在物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化及土壤形成過程中作用機(jī)理的研究。隨著研究的深入發(fā)展,土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)研究將不斷與農(nóng)業(yè)生態(tài)、環(huán)境生態(tài)、城市生態(tài)和恢復(fù)生態(tài)等應(yīng)用生態(tài)學(xué)領(lǐng)域結(jié)合。今后要融合土壤動(dòng)物和整個(gè)農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)的研究為一體，把農(nóng)林的土壤動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)及其與土壤微生態(tài)環(huán)境關(guān)系結(jié)合起來，耦合土壤動(dòng)物與植物根系-根際微生態(tài)環(huán)境，鏈接農(nóng)林土壤動(dòng)物與土壤健康及其害蟲生態(tài)調(diào)控，分析探究其內(nèi)在的聯(lián)系和機(jī)制，加強(qiáng)立地調(diào)控措施，為森林健康和土壤健康提供科學(xué)基礎(chǔ)資料。

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Therelationshipbetweensoilanimalcommunityecologyandsoilmicro-ecological-environmentAbstract:Thispapersummarizedtheresearchprogressinthesoilanimalcommunityecologyandsoilmicro-ecological-environmentinChinaandabroad.Theaimistodeeplyresearchtherelationshipbetweenthem,whichhasadirectivesignificanceinforesthealthandsoilhealth.Thisstudyhasalsoprovidedscientificandfundamentaldatafortheindicativefunctionofthesoilqualitychangebygivingasurveyoftherelationsbetweensoilphysicochemicalpropertiesandthesoilanimalsliketheearthwormpopulation,predatorynematode,ants,springtails,mites,andetc.andtherelativitybetweenthesoilenzymeactivityandsoilanimalsliketheearthworms,termites,snailsandnematodesaswell.Moreover,thepaperlooksforwardtothedirectionandtrendinthesubjectresearch,i.e.,futurestudiesshouldintegratethestudiesofthesoilanimalsandthatofthewholeagro-forestryecosystem.Byintegratingthesoilanimalcommunityecologyandsoilmicro-ecologicalenvironment,couplingthemicro-ecologicalenvironmentofsoilanimalsandplantroot-rhizosphere,linkingsoilanimalswithsoilecologicalhealthandecologicalregulationandmanagementofpests,analyzingtheingenerateconnectionandmechanism,enhancingthesiteregulatorymeasure,thestudiesaretoofferscientificdataforthehealthofforestandsoil.Keywords:soilanimal;communityecology;soilmicro-ecological-environment;foresthealth;soilhealth

引力波的實(shí)驗(yàn)探測給我們的啟示摘要：引力理論的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)百年，從牛頓到愛因斯坦，從萬有引力定律到廣義相對(duì)論。在這過程中，科學(xué)家們引力波的預(yù)言質(zhì)疑不休、爭論不止。而引力波的實(shí)驗(yàn)探測無疑證明了一切。引力波的發(fā)現(xiàn)，彌補(bǔ)了愛因斯坦的廣義相對(duì)論的漏洞，也確定了他的理論的正確。這是人類史上出現(xiàn)的又一契機(jī)，它將為人類社會(huì)帶來重大變革?！捌莆濉笔侵袊鴤鹘y(tǒng)迎財(cái)神的日子。2016年的這一天，卻一個(gè)讓全世界物理學(xué)界沸騰的日子，甚至許多的物理學(xué)家為之痛哭流涕——被預(yù)言已經(jīng)百年的引力波，終于被探測到了。引力是什么？在今天人們所知道的物質(zhì)的四種基本相互作用中，引力作用為最弱。四種相互作用按作用強(qiáng)度比例順序是：強(qiáng)相互作用(1),電磁相互作用(10),弱相互作用(10),引力相互作用(10)。因此，在研究基本粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)，引力一般略去不計(jì)。但在天文學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，由于涉及的對(duì)象的質(zhì)量極其巨大，引力就成為不僅支配著天體的運(yùn)動(dòng)，而且往往是天體的結(jié)構(gòu)和演化的決定因素。引力并不是一種所謂的“力”，而是一種屬性。牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中首次提出萬有引力定律，基于此，他結(jié)識(shí)了彗星的運(yùn)動(dòng)軌道和地球上的潮汐現(xiàn)象，并根據(jù)萬有引力定律成功地預(yù)言并發(fā)現(xiàn)了海王星。萬有引力定律出現(xiàn)后，才正式把研究天體的運(yùn)動(dòng)建立在力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，從而創(chuàng)立了天體力學(xué)。簡單的說，質(zhì)量越大的東西產(chǎn)生的引力越大，地球的質(zhì)量產(chǎn)生的引力足夠把地球上的東西全部抓牢。1905年，愛因斯坦提出狹義相對(duì)論，突破了絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間的概念，否定了瞬時(shí)超距作用，從根本上動(dòng)搖了建立在這些舊觀念基礎(chǔ)上的牛頓引力理論。經(jīng)過十年的探索后，愛因斯坦于1915年提出了迄今為止最成功的近代引力理論——廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論中，引力被歸咎于時(shí)空的彎曲。這種彎曲是由物質(zhì)造成的，物質(zhì)的質(zhì)量越大，所形成的扭曲也就越嚴(yán)重。但是這種彎曲，對(duì)于人類來說根本感知不到，一是因?yàn)槿祟惏殡S這種彎曲一起彎曲了，而是由于這種彎曲太微小。大質(zhì)量物體發(fā)生的扭曲引起了震動(dòng)，而這種震動(dòng)，就是引力波?？茖W(xué)家們通過探測這種時(shí)空震蕩，來證實(shí)引力波的存在。早在1916年，愛因斯坦在廣義相對(duì)論中就預(yù)言了引力波的存在。而科學(xué)家們普遍認(rèn)為，這次LIGO這一發(fā)現(xiàn)是愛因斯坦相對(duì)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中最后一塊缺失的“拼圖”，證實(shí)了愛因斯坦廣義相對(duì)論的正確性，彌補(bǔ)了愛因斯坦的廣義相對(duì)論的漏洞，驗(yàn)證了已故科學(xué)家愛因斯坦的預(yù)言。探測的儀器叫做邁克爾遜干涉儀，或是LIGO。LIGO的“兩條腿”都有4千米長，最近的一次升級(jí)就花去了幾十億美元。LIGO的原理是什么？簡單來說是利用光速不變，在同樣的直線路程里測試耗時(shí)，而通過時(shí)間的偏差（盡最大可能排除誤差，也是耗資巨大的原因）來判定空間確實(shí)存在震動(dòng)。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)置基于愛因斯坦的假設(shè)：光速不變，是因?yàn)橐怨獾囊暯强?，它沿途?jīng)過的空間發(fā)生了折疊伸縮?？赡艿囊Σㄌ綔y源包括致密雙星系統(tǒng)（白矮星，中子星和黑洞）。在2016年2月11日，LIGO科學(xué)合作組織和Virgo合作團(tuán)隊(duì)宣布他們已經(jīng)利用高級(jí)LIGO探測器，首次探測到了來自于雙黑洞合并的引力波信號(hào)。在過去的數(shù)十年里，許多物理學(xué)家和天文學(xué)家為證明引力波的存在進(jìn)行了大量研究。其中，泰勒和赫爾斯由于第一次得