1. 研究目的与意义

选题目的

土壤动物通过粉碎植物残体，混合土壤有机物和表层无机物等直接作用，以及间接影响土壤微生物种类、数量与活性，调节并改良土壤结构，影响N矿化过程。因此，土壤动物群落对物质循环、养分的储存与释放起着重要的正反馈作用，是生态系统物质循环的重要过程之一。在不同的植被覆盖区域与不同的土壤经营方式下，土壤动物的群落特征、组成及其对氮矿化过程的影响作用，这些都有待于深入研究。

可供植物直接吸收利用的土壤有效N主要是以铵态N和硝态N形式存在，主要来源于土壤有机碎屑，通过土壤动物破碎、分解而形成植物可利用的有效态氮。N素的可利用性限制着植物对土壤N养分利用效率，直接影响到陆地生态系统的生产力，本课题旨在研究不同的土地利用方式下，土壤动物在N素矿化过程中的作用和影响，有利于深入理解这四种土地利用方式（杨树人工林、杨农复合经营系统、草地、农田生态系统）下陆地生态系统生产力和N素循环过程的本质。

研究意义

土壤动物是陆地生态系统结构中分解者亚系统的重要生物成员，是维持陆地生态系统正常结构和功能不可缺少的组成部分，是物质循环和能量流动正常运行的关键环节。从功能群水平上深入理解土壤动物对N矿化的调控，为建立土壤食物网结构奠定了理论基础；明确地上、地下生态系统间的生态过程关系，对阐明土壤动物群落结构及多样性对N矿化作用的调控、苏北沿海不同生态系统（杨树人工林、杨农复合经营系统、农田生态系统、草地生态系统）N矿化作用的影响机制有重要学术意义。

2. 国内外研究现状分析

土壤动物是指栖息在包括大型植物残体在内的土壤环境中，并且在那里进行某些活动的动物群。它们是陆地生态系统重要的组成部分,也是物质循环和能量流动正常运行的关键环节。关于土壤动物在n矿化中的作用，国内外已进行了许多试验探索。由于野外测定的困难，这些研究绝大多数只是在小尺度的试验种群基础上开展，即或者利用土壤中原有的类群或者通过先清除再导入某些特定类群的方法人为构建一系列不同多样性水平的试验土壤动物群落进行研究。

土壤动物对n素矿化影响的研究概况

在不同土地利用方式下，土壤动物对n素矿化的影响研究，近几年来逐渐引起了生态学和土壤学等领域的相关学者重视（h. ferris，2011）。目前，国内有关土壤动物对凋落物分解以及n素矿化的影响报道少有(李贵才等，2001；廖中建，黎理，2007)。国外有关研究表明，土壤动物对n矿化的贡献起关键作用(brussaard，1998)，在土壤n矿化过程中，近30%的矿化贡献率来自于土壤动物的直接和间接调控(griffithe，1994)。它们与微生物的生态交互作用可导致土壤n矿化速率增加(michael，1992)。另外，增加食细菌和真菌的小型土壤动物(如线虫)的数量和增强线虫的生物活性，能显著促进细菌、真菌等对n素的释放和提高农业生态系统n的可利用性 (h. ferris，2011)。

研究内容概况

土壤动物的群落特征、组成、结构与氮矿化关系联系紧密。研究表明，土壤动物对土壤有机质的分解和氮素的矿化起促进作用（trofymow j a，1983）。ferris等在用沙柱培养的对照实验中，增加了线虫的数量，研究其对土壤氮素矿化的影响，研究发现对照试验中线虫（nematodes）的存在显著提升了氮矿化速率。另外对于单位体重的矿化量，较小的线虫大于较大的线虫（ferris h，1998）。温带森林生态系统的研究显示，在凋落物层和腐殖质层中，土壤动物均显著促进了n矿化的速率，有些土壤动物类群的贡献率大约是微生物（真菌）的4倍 (bergetal.，2001)。在有限的n素自然环境中，中小型土壤动物能够促进有机质转化、微生物生物量及养分的释放，对净n矿化速率的贡献大约为30%(griffiths，1994)。在热带和亚热带地区，蚂蚁的数量极其丰富，它们的活动显著加速了有机质的分解和矿化（gentry j b，1982）。clarholm的研究表明，植株生长在经过灭菌后再接种细菌和原生动物的土壤中，土壤中的氮素比生长在无原生动物的土壤多达75%。蚯蚓是陆地生态系统中重要的大型土壤动物，通过混合有机质与无机质，能改变土壤的结构与理化性质，研究表明，蚯蚓可以通过直接和间接作用将枯枝落叶等有机态的氮转变为能被植物吸收利用的无机态氮，对氮素矿化具有明显的促进作用（张金波，2004；刘宾，2007；李辉信，2004）。毛小方等（2005）的研究采用悉生培养微缩体系，探讨了不同食细菌线虫取食密度下线虫对细菌数量和活性及土壤氮素矿化的影响。结果表明，线虫与细菌之间的相互作用显著提高了土壤铵态氮和矿质态氮含量，促进了土壤氮的矿化速率。不同取食密度处理间，线虫对土壤氮素矿化的促进作用与对细菌的增殖促进作用趋势一致（毛小方，2005）。

3. 研究的基本内容与计划

主要研究内容

在不同土地利用方式下，土壤动物对土壤n矿化作用的调控（封顶埋管原位培养法close-top tube incubations）；

① 驱除土壤动物对土壤n矿化速率的影响 ：对样方做驱除所有土壤动物的处理（撒樟脑丸萘处理）；

② 土壤线虫对n矿化速率的影响：对样方做驱除线虫的处理（拌撒杀线虫剂噻唑磷）；

4. 研究创新点

研究的创新点

在土壤动物研究史上，对其研究过多的集中在对凋落物分解的影响，注重分析土壤动物的种类、数量、群落特征等在凋落物分解过程中的变化；而国内有关土壤动物对n素矿化的影响少有报道，以往国外的研究主要集中在微生态条件(microcosm)下，通过接种某些特定类群，探讨一类或几类土壤动物对n矿化的作用，国外少有的野外控制实验(去除土壤动物)发现，土壤动物可增加净n矿化率和植物根系对n的获得性和利用性。

从总体上说，目前国内学者对土壤动物的研究多集中在其群落特征及动态变化方面，野外控制实验少，定性分析少，对凋落物分解与n素矿化间的内在关系的分析鲜见报道。

本课题主要针对土壤动物多样性及功能群特征（包括单一种线虫的群落功能），采用野外控制实验，研究不同土地利用方式下的土壤动物在n素矿化率方面的贡献。