我国草原生态系统土壤动物群落特征研究进展

引言

草原作为我国陆地生态系统的重要组成部分，其面积约占国土面积的40% ，在生态服务方面发挥着不可忽视的作用。土壤动物在草原生态系统中扮演着特殊角色，通过取食、分解有机物及洞穴活动等行为，参与土壤有机质转化、养分循环与土壤结构形成，对生态系统的稳定存在一定影响。随着全球气候变化及人类活动的持续作用，草原土壤动物群落已显现出相应变化，因此对其群落特征及驱动机制展开系统探讨，具有一定的理论参考价值与实践指导意义。

1 草原土壤动物群落结构特征

1.1 群落组成与优势类群

我国草原土壤动物群落以节肢动物和线虫为主导，不同草原类型的优势类群存在一定差异。相关研究显示，在温带草原中，象甲科、蚁科等节肢动物具有较为突出的生态地位；而在高寒草原（如青藏高原），Paratylenchus 和 Acrobeles 属线虫在群落中占据相对重要的位置。此外，蚯蚓作为大型土壤动物，在温带草原环境中通过其挖掘行为，对土壤通气性的改善和养分循环的促进可能发挥着积极作用。

1.2 多样性与时空分布

不同草原类型的土壤动物多样性存在明显分异。研究表明，高寒草甸的土壤动物多样性往往表现出较高水平，而退化草地的群落结构则可能趋于简化（生物多样性）。在季节动态方面，温带草原土壤动物的密度和类群数量通常在生长季中期达到较高水平；高寒草原受低温条件影响，土壤动物群落活动相对集中于夏季。从垂直分布来看，土壤动物多集中于表层（0-15cm），随着土层加深数量逐渐减少，但不同类群的分布模式存在差异，例如线虫在深层土壤中仍可能维持一定丰度。

1.3 人工干扰下的群落变化

人工草地的建设对土壤动物群落结构会产生一定影响。相关研究指出，在黄土高原种植 6 年的紫花苜蓿草地中，土壤细菌和线虫多样性呈现增加趋势，群落结构也逐步向天然草地的状态演变。然而，长期单播人工草地（如老芒麦）会导致土壤动物多样性降低，可考虑通过混播或轮作等措施加以优化。

2 影响土壤动物群落的主要因素

2.1 自然因素

气候条件（温度、降水）可能对土壤动物群落产生一定影响。有研究显示，增温会促进高寒草原土壤动物活动，同时也可能使物候同步性发生改变，比如土壤动物取食活性在早春有所提前、深秋出现推迟，而植物生长和微生物呼吸的响应似乎相对滞后。在土壤性质方面，土壤有机质、全氮和速效磷含量可能与群落组成存在关联，例如高寒草原土壤盐分离子（Cl⁻、 Mg²Σ⁺ ）与食真菌线虫和捕食杂食性线虫的分布可能存在一定联系。

2.2 人类活动

放牧作为草原生态系统的一种主要干扰方式，其强度变化可能会对土壤动物产生影响。有案例表明，过度放牧可能会使土壤动物多样性降低，群落结构发生改变，如科尔沁沙质草地在重度放牧后，大型土壤动物功能群（如杂食性类群）消失，群落营养结构有简化的趋势。退牧还草措施则可能有助于土壤动物多样性的恢复，相关研究显示，退牧样地的土壤纤毛虫物种数和密度相对未退牧对照样地更高，且可能与土壤有机质和含水量呈正相关。此外，氮添加和刈割等管理措施可能通过改变植被和土壤环境，对土壤动物群落产生间接影响，例如氮添加有可能抑制微生物活性，进而使食细菌线虫丰度减少。

2.3 极端气候事件

极端干旱可能会对土壤动物群落产生明显影响。急性干旱可能导致AM 真菌丰富度下降，群落组成发生改变，而慢性干旱的影响相对较轻。另外，干旱可能通过降低土壤水分和植被覆盖，间接减少土壤动物的食物资源和栖息地，从而使群落密度和多样性降低。

3 土壤动物的生态功能

3.1 物质循环与分解作用

土壤动物的取食和消化活动在有机质分解过程中扮演重要角色。研究发现，在半干旱草原生态系统中，大中型土壤动物对不同畜粪的分解作用存在差异：在牛粪分解后期，其加速作用较为明显，而对马粪分解的影响则可能因粪金龟等物种的取食偏好而呈现抑制趋势生物多样性。作为微型消费者，线虫通过调控微生物群落结构影响养分矿化，其中食细菌线虫与土壤氮循环的关联尤为密切。

3.2 土壤结构改良

蚯蚓、蚂蚁等大型土壤动物的挖掘行为有助于改善土壤孔隙结构，进而提升土壤通气性和透水性。以鼢鼠为例，其鼠丘活动虽在短期内可能对地表植被造成一定扰动，但从长期来看，却能促进土壤养分再分配，形成微栖息地异质性，为维持真菌群落多样性创造条件。此外，土壤动物的排泄物和分泌物可参与土壤颗粒的胶结过程，对增强土壤团聚体稳定性具有潜在作用。

3.3 生态系统稳定性维持

土壤动物群落结构的复杂程度与生态系统多功能性之间存在一定关联。相关研究表明，线虫生态网络的平均度与土壤多功能性之间存在显著联系，群落内物种间的相互作用对维持生态系统功能具有重要意义。在退化草地恢复进程中，土壤动物多样性的逐步恢复，有可能成为推动植被重建和土壤质量改善的重要因素。

4 挑战与未来方向

4.1 现有研究的探讨与思考

区域覆盖不均衡：当前研究在地理分布上存在一定差异，内蒙古、青藏高原和新疆等地的相关研究成果较为丰富，相比之下，黄土高原、西南山地草原等区域的研究进展相对有限。

长期数据有待完善：关于土壤动物对全球变化响应机制的研究，如增温、氮沉降等影响，目前多依托短期实验开展。从更长远的时间尺度来看，10 年以上的长期效应研究还有较大的拓展空间。

功能研究深度不足：在生态系统服务领域，包括碳固持、病虫害调控等方面，土壤动物所发挥的具体作用尚需进一步深入探究。

4.2 未来研究方向展望

促进多学科融合发展：通过整合生态学、土壤学和微生物学等多学科知识与方法，深入剖析土壤动物-植物-微生物之间的互作关系网络，进一步明晰群落组装机制。

关注全球变化影响：加大对极端气候事件（如干旱、洪涝等）与土壤动物群落关系的研究力度，探索其影响阈值并挖掘适应策略。

推动技术创新实践：研发低成本、便携式的监测技术手段，为草原土壤动物研究向智能化、规模化发展提供技术支撑。

强化政策关联研究：对退牧还草、草畜平衡等政策实施后，土壤动物群落的长期动态变化进行科学评估，从而为草原生态系统的修复与管理提供坚实的理论依据。

结束语

目前，我国在草原土壤动物群落特征研究领域已收获诸多成果。不过，研究在区域覆盖范围的广度、长期动态变化的跟踪，以及功能机制的深度解析等方面，或许仍存在可进一步拓展和深化的空间。后续研究或可尝试强化多尺度、多学科的协同探索，借助新兴技术手段，对土壤动物在全球变化背景下的响应机制进行更为细致的探究，以期为草原生态系统的保护与可持续管理策略制定，提供更为详实的理论参考。

参考文献

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