中小型土壤動物組成對復墾銅尾地土壤養分的影響

李克中, 朱永恒,*

1 安徽師范大學國土資源與旅游學院, 蕪湖 241003 2 安徽自然災害過程與防控研究省級實驗室， 安徽師范大學, 蕪湖 241003

中小型土壤動物組成對復墾銅尾地土壤養分的影響

李克中1，2, 朱永恒1，2,*

1 安徽師范大學國土資源與旅游學院, 蕪湖 241003 2 安徽自然災害過程與防控研究省級實驗室， 安徽師范大學, 蕪湖 241003

通過盆缽生物試驗研究了中小型土壤動物不同類群的組成對復墾銅尾礦廢棄地土壤養分的影響。整個培養試驗根據需求對不同中小型土壤動物組合設置四個處理措施，每種措施分為有無凋落物兩種水平，即：(1)無土壤動物(Re)，無土壤動物+凋落物(Re+Li)(2)跳蟲(Co)，跳蟲+凋落物(Co+Li)(3)跳蟲+蜱螨類(Co+Ac)，跳蟲+蜱螨類+凋落物(Co+Ac+Li)(4)中小型土壤動物(剔除大型土壤動物 Me)，中小型土壤動物+凋落物(Me+Li)。另設一組對照(CK)處理，并于培養實驗開始前完成測定，作為本底值。分析表明，土壤pH隨著中小型土壤動物類群的增加而降低，最低值出現在Me和Me+Li處理，且二者之間無顯著性差異；對照(CK)處理下的各養分含量均顯著低于其他各處理，各處理中有機質、有效磷和水解性氮的含量的最大值均出現Me+Li處理，且與其他各處理呈極顯著差異(P<0.01)；土壤全磷含量最大值出現在Re和Me+Li處理，最低值出現在Co+Li處理且之間呈顯著差異(P<0.05)；土壤全氮含量最大值出現在Co+Ac和Me+Li處理，最低值出現在Co+Ac+Li處理且彼此間也呈顯著差異(P<0.05)。相關分析表明，有機質與有效磷以及全氮與水解性氮之間相關性達到極顯著正相關關系(r= 0.886，r= 0.898),有機質與全氮及水解性氮分別呈現顯著正相關關系(r=0.735，r=0.780)，全氮與有效磷(r=0.782)以及有效磷與水解性氮(r=0.755)也呈現顯著正相關關系。pH與有機質呈現顯著負相關關系(r=-0.782)，全磷與有機質、全氮、有效磷、水解性氮均無相關關系。

中型土壤動物; 小型土壤動物; 土壤養分; 凋落物; 復墾銅尾礦

Influence of meso-and micro-fauna composition on soil nutrient dynamics in

土壤各種養分的積累是土壤肥力形成過程中最重要的部分，尤其以尾礦廢棄地表現更為突出。因為在尾礦產生及廢棄過程中大量廢棄的礦砂主體來自于養分含量極少的礦山底層和中層[1]這就導致了尾礦廢棄地基質的貧瘠性。同時土壤養分的產生、循環和發展是尾礦廢棄地生態恢復的一種重要體現方式[2]。土壤養分影響范圍很廣，如對土壤的結構、土壤含水量、生物系統等方面，尤其在變化的生態系統各組分相互作用過程中起到基礎性的作用[3]。因此，在尾礦廢棄地生態恢復過程中對土壤功能的重建是至關重要的[4-5]。尾礦廢棄地作為一種典型的“退化”生態系統，由于區域環境相對簡單，對于演替時序有一個可查的文字記載和適用性的實驗操作。為人們認識自然生態系統發展提供了一個“人為窗口”。

中小型土壤動物在土壤養分形成、積累的過程中扮演了非常重要的作用，尤其體現在對養分來源物的物理分解和化學轉型上[1,6]，是陸地生態系統中重要的分解者，是維持陸地生態系統正常結構和功能不可缺少的組成部分[7],中小型土壤動物對土壤剖面中凋落物破碎及使之與礦質土壤的混合具有顯著的影響作用，對土壤養分能夠產生積極的影響，很多學者通過凋落物袋及室內模擬實驗研究均已證明[6,8- 9]。

隨著全球對生物多樣性及其保護的關注，土壤動物多樣性研究已經成為土壤生態學研究的熱點和前沿[9,2]，引發了大量的學者對尾礦地土壤動物恢復與重建進行了研究[4,10-11]。但在土壤動物對土壤質量和不同中小型土壤動物類群對土壤養分的影響上研究的較少，尤其在中小型土壤動物對復雜的土壤養分功能定位的角色上。已有研究表明土壤動物單個類群在礦區土壤結構及土壤上層養分的恢復和發展中起到了重大的作用[12-13]。因此，本研究以中小型土壤動物不同類群組合為出發點，以凋落物為研究媒介，突出研究單一類群、兩個類群和多類群在土壤中以及與凋落物相互作用的過程中對土壤養分的影響。通過研究分析進一步揭示何種形式的中小型土壤動物類群的組合對土壤養分的發展達到最大的能力及其與凋落物共同作用之下最大貢獻能力類群的變化，以期為銅尾礦地土壤養分的恢復及良性生態系統的構建提供依據。

1 研究區域概況

研究地銅陵市位于安徽省中南部, 地處30°56′42" N、117°43′28" E，面積1,113 km2, 是長江中下游南岸一座重要的工礦和工貿港口城市。地區氣候屬亞熱帶濕潤季風氣候,地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林和落葉闊葉混交林, 土壤為黃棕壤。境內斷續分布較多低山丘陵和崗地, 海拔一般為100—200 m, 少數山峰可達600 m左右[4]。

調查區的林沖銅尾礦復墾地(reclamated copper-mine tailings)位于銅陵市東北部鳳凰山地區,屬于山谷型尾礦庫。三面環山, 一面修建石壩(長200 m, 高40 m), 海拔105 m, 面積31萬m2, 總庫容120萬m3, 現存量110萬m3, 使用期為1970年12月至1979年12月, 停用后當地農民覆土(來源于鳳凰山街道, 距離尾礦庫約100 m)種植藥用植物牡丹,并輔種大豆等豆科植物; 2009年鏟除牡丹, 棄置不用, 人為干擾少, 生長茂密的雜草, 優勢種為茅草(Imperatacylindrica)，藎草(Arthraxonlanceolatus),芒(Miscanthussinensis)、伴有少量狗尾草(Setairaviridis)和小飛蓬(Conyzacanadensis)等[14]。

2 材料和方法

2.1 實驗的整體設計

本實驗中主要通過對不同類群的中小型土壤動物的添加，模擬研究不同類群組成及其與凋落物相互作用對土壤養分含量變化的影響。采用室內盆缽模擬實驗，盆缽內培養土壤、中小型土壤動物及所需的凋落物均來自銅尾礦廢棄地相同的采集地點。實驗由4種土壤動物處理組成：無土壤動物(Re)、跳蟲(Co)、跳蟲+蜱螨類(Co+Ac)、中小型土壤動物(剔除大型土壤動物 Me)、每種處理均設置兩個處理水平:L0，不放凋落物；L1，添加統一的茅草凋落物(Li)。另設一組對照(CK)處理，對照(CK)處理并不參與培養實驗，其于培養實驗開始前驅除土壤動物并測定養分含量，用于和實驗培養期結束的土壤養分含量對比分析，作為實驗所需的本底值。

2.2 土壤采樣

2013年3月15日于銅陵市鳳凰山林沖尾礦庫采集實驗所需的土壤樣品，土壤采樣點設置在茅草覆蓋區(所覆蓋面積>60%)的中央(圖1)，按照間隔1米的同心圓向外展開排列成圓形的網狀布置，共設置8條土壤采樣帶。詳細步驟即：其中每條樣帶上分別挖取3個直徑15cm，深度20cm土層的土柱土樣，剔除根系和大的石礫，每一個土柱土樣裝入一個已標號的袋中。同時在圖所示的茅草覆蓋區隨機為對照(CK)處理設置3個采樣點，每個采樣點采取3個重復土柱樣品組成一個混合樣品(混合均勻)，并將各袋帶回實驗室處理。

圖1 銅尾礦區土壤樣方分布示意圖

2.3 室內模擬實驗的構建2.3.1 土壤動物的處理

為了保證土壤中中小型土壤動物多樣性的穩定以及對土壤環境的適宜性，故采用原采集土中的中小型土壤動物作為后期培養所需的物種來源。除Me和Me+Li處理采用手揀法驅除大型土壤動物外，其他處理采用Tullgren法提取中小型土壤動物，Tullgren法中燈泡采用25W[15]，分離48 h，用清水收集掉落的土壤動物。將Co，Co+Li，Co+Ac，Co+Ac+Li等處理分離出來的土壤動物置于解剖鏡下進行提取，采用的是“反向提取法”，即清除非實驗所需要的土壤動物種類，盡量減少對所需土壤動物種類的傷害，且分別標號放置。已驅除土壤動物的土壤放入盆缽之中，且標號便于后期土壤動物的對應添加。

2.3.2 凋落物的處理及添加

實驗所需的凋落物均來自于土壤采樣區的茅草，通過手揀剔除其中的木棒及大型土壤動物的殘體，并使用去離子水淋洗，經過自然風干后均勻混合裝袋備用[1]。在整個實驗培養時期內，使用尼龍網袋進行凋落物的添加。尼龍網袋的尺寸為20cm×20cm，網孔30目(只允許中小型土壤動物的進出)[6]。網袋內置5g來源于采樣區域的茅草凋落物，所有凋落物都切割成2—4cm的片狀或圓桿狀(風干自然卷曲所致)盡可能保證其均質性[1]。網袋被放置在盆內，確保與土壤表明均勻接觸，通過水份的添加自然與土壤表面相結合。

2.3.3 培養實驗的構建

于2013年3月20日進行培養實驗的構建，實驗使用的是上口徑20cm,下口徑15cm,深度20cm的塑料盆,盆內填充已清除土壤動物的0—20cm的土壤。盆的底部用260目網鋪墊以防土壤動物順出水口逃離，土壤頂部離盆沿口留5cm的距離防止土壤動物逃離到盆外。盆缽分添加凋落物和不添加凋落物兩組處理。此時，把已分離和統計好的土壤動物連同收集皿中的清水一起倒入相應的盆中，用去離子水少量多次輕輕沖洗收集皿。盆口覆蓋260目的尼龍網并使用皮筋箍緊，防止外部干擾物的進入。每種處理設置3個重復，在整個實驗期間，所有盆缽是處在12 h白天和12 h黑夜的交替中進行培養，土壤中的水分采用水分速測儀隨時掌控。培養期為3個月。

2.4 實驗結束處理

于2013年6月20日培養實驗結束，凋落物從盆缽中移除，盆缽中的土壤置于Tullgren漏斗上進行分離，分離方法如前所述，驅除其中所添加的中小型土壤動物之目的是盡量使土壤與前期對照(CK)土壤保持無土壤動物的一致性，并用260目(防止外來土壤動物的進入)的尼龍網覆蓋[8]，并在自然風干之后對各個處理下的土壤進行養分含量測定。

2.5 測試指標及數據處理

測定指標：土壤pH、有機質、全氮、全磷、有效磷和水解性氮，按《土壤農化分析手冊》的方法進行測定[16]。土壤含水量采用土壤水分速測儀測定(浙江托普儀器公司生產)。試驗數據采用Excel及SPSS 13.0進行統計分析和檢驗。

3 結果分析

3.1 培養結束后土壤養分總體特征

通過對結果的分析表明(表1)，土壤養分整體變異系數較小，其中有效磷變異系數最大，Cv為21%，其次是全磷、有機質和全氮，水解性氮變異系數最小。Cv的大小反映了特性參數的空間變異程度，一般認為，Cv<0.1為弱變異性，0.1≤Cv≤1.0為中等變異性，Cv>1.0為強變異性。從表1統計資料來看，水解性氮含量呈弱變異性,其他養分含量均為中等變異程度,整體來看，該培養后的土壤性狀相對較均一。

表1 培養結束后的土壤養分統計特征Table 1 Statistical characteristics of soil nutrients after cultivating

3.2 土壤pH及土壤養分的變化3.2.1 土壤pH變化

對土壤pH的影響如圖2所示，在無凋落物參與下，CK，Re，Co處理下的pH之間無顯著性差異，但顯著高于Me，Co+Ac處理(P<0.01)。凋落物參與下的各處理措施的pH之間均呈極顯著差異(P<0.01)但在中小型土壤動物類群最豐富的Me、Me+Li環節下，土壤pH之間無顯著性差異。隨著中小型土壤動物類群數量的增加，分解凋落物的能力進一步得到了加強，進而促進了較多的CO2和有機酸的產生，降低了土壤pH[17]。但是在Co以及Me處理環節，由于沒有凋落物的覆蓋，土壤相對更易變得干燥，一些堿性離子(如Ca和Mg等)吸收了土壤中大量的CO2和有機酸，此階段pH有所升高[5,17-18]。另外有研究表明，中小型土壤動物尤其是螨類和跳蟲除了間接的通過粉碎對養分礦化之外，也通過對真菌的捕食活動來實現養分的轉化，其過程中產生的大量Ca2+，無疑對土壤pH的升高增加了推力[11]。

3.2.2 土壤有機質變化

有機質的變化具體表現如圖3所示。在無凋落物參與下，CK，Re，Co，Co+Ac，Me處理下的有機質含量之間均呈現極顯著性差異(P<0.01)，在凋落物參與下的Re+Li，Co+Li，Co+Ac+Li，Me+Li各處理措施之間有機質含量也呈現極顯著差異(P<0.01)，但Co與Co+Ac+Li之間和Co+Li與Co+Ac之間無顯著性差異。在中小型土壤動物最豐富的Me階段及與凋落物相互作用的Me+Li階段，土壤有機質含量相比較其他處理措施均達到最大值。Co處理下的有機質含量顯著高于Co+Li處理(P<0.01)，主要是由于跳蟲易于生活在凋落物層中[7]，對于初期釋放及轉化土壤中的養分能力減弱。Co+Ac+Li處理下的有機質含量顯著高于Co+Ac處理(P<0.01)，主要是由于凋落物分解的過程中，二者相互協作更加密切，對凋落物分解能力、元素的釋放能力進一步加強[7,18-19]。

圖2 不同處理措施下土壤pH值

圖3 不同處理措施下土壤有機質含量

3.2.3 土壤全磷變化

各處理對土壤全磷的影響如圖4所示，各處理下的土壤全磷含量在(P<0.01)水平上不存在顯著差異，Me+Li與Re，Co+Li與CK以及其他各處理之間均未達到顯著水平。但其中Co+Li和CK處理的全磷含量顯著低于其他各處理(P<0.05)。在無凋落物參與下，Re與(Co，Co+Ac，Me，CK)之間的全磷含量均呈現顯著性差異(P<0.05)，在有凋落物參與下，Me+Li與(Re+Li，Co+Ac+Li，Co+Li)之間的全磷含量均呈現顯著性差異(P<0.05)。由分析結果可以看出，在無凋落物參與下的處理中，Re處理下全磷含量達到最大值；在中小型土壤動物與凋落物共同參與下處理中，Me+Li處理下全磷含量達到最大值；可見，在銅尾礦廢棄地全磷恢復的貢獻中，多類群中小型土壤動物作用的發揮需要與凋落物緊密的結合。

3.2.4 土壤全氮變化

由圖5可見，CK處理下的全氮含量顯著低于其他各處理(P<0.01)，Me+Li 與Co+Ac之間和Me，Re+Li，Co+Li，Co之間以及Co+Ac+Li與Re之間均未達到顯著水平。從無凋落物參與處理方面來看，Co+Ac處理下的全氮含量顯著高于Re，Co，Me處理(P<0.01)，在有凋落物參與處理下，Me+Li處理下的全氮含量顯著高于Re+Li，Co+Li，Co+Ac+Li處理(P<0.01)。從中小型土壤動物參與下的處理角度來看，Co+Ac，Co+Ac+Li處理下的全氮含量全出現異常增多和減少現象，差異性顯著。

圖4 不同處理措施下土壤全磷含量

圖5 不同處理措施下土壤全氮含量

3.2.5 土壤有效磷變化

各處理對土壤有效磷含量的影響如圖6所示，CK處理下的土壤有效磷含量顯著低于其他各處理(P<0.01)，除了Re，Co+Ac，Co+Ac+Li之間無顯著性差異之外，其他各處理之間均達到顯著差異(P<0.01，P<0.05)。在中小型土壤動物控制下的Co，Co+Ac，Me處理中，Me處理下的有效磷含量顯著高于Co處理(P<0.05)且與Co+Ac處理成極顯著差異(P<0.01)，在有凋落物參與下的處理中，Me+Li處理下的有效磷含量顯著高于Re+Li，Co+Li，Co+Ac+Li處理(P<0.01)。在中小型土壤動物最豐富的Me階段及與凋落物相互作用的Me+Li階段，土壤有效磷的含量相比較其他處理措施均達到最大值，與這兩種處理下的有機質含量特征呈現一致的趨勢。

3.2.6 土壤水解性氮變化

不同處理對水解性氮的含量影響如圖7所示，除了Co+Ac與Me處理之間無顯著差異外，其他各處理間均呈現極顯著差異(P<0.05，P<0.01)且在Me+Li的處理下達到最大值(57.6mg/kg)。在無凋落物參與的處理中Co+Ac和Me分別與Co，Re，CK處理呈現極顯著差異(P<0.01)，由此可見，兩個及兩個以上類群的中小型土壤動物組成的處理對土壤水解性氮含量的影響顯著高于單一和無土壤動物的處理。在有凋落物參與的處理中Me+Li處理下的水解性氮的含量顯著高于Co+Li，Re+Li，Co+Ac+Li處理(P<0.01)。

圖6 不同處理措施下土壤有效磷含量

圖7 不同處理措施下土壤水解性氮含量

3.3 土壤各養分相關性分析

通過對整個土壤養分之間的相關性的分析(表2), 可以了解它們之間相互作用、相互影響的情況。有機質與有效磷之間相關性達到極顯著正相關關系(r= 0.886), 全氮與水解性氮 (r= 0.898)呈極顯著正相關關系, 有機質與全氮及水解性氮分別呈現顯著正相關關系(r=0.735，r=0.780)，全氮與有效磷(r=0.782)以及有效磷與水解性氮(r=0.755)也呈現顯著正相關關系。pH與有機質呈現顯著負相關關系(r=-0.782)，全磷與有機質、全氮、有效磷、水解性氮均無相關關系。

表2 各測定指標之間的相關性分析 r值Table 2 Correlation among different indicators r

4 結論與討論

研究中小型土壤動物不同類群的組合及其與凋落物的相互作用對土壤養分的影響，對于揭示中小型土壤動物功能類群對土壤養分的釋放能力及與凋落物的分解關系，恢復銅尾礦廢棄地生態系統有著重要意義。本項研究顯示中小型土壤動物不同類群的組合及其與凋落物的作用不僅能夠改善土壤的pH，而且在土壤養分的循環過程中表現了中間體的作用[20]，一方面中小型土壤動物對土壤養分有需求，另一方面又通過自身的能力以及與凋落物共同作用把養分輸送回土壤[21]。從結果中可以看出，各種處理經過3個月的培養實驗之后，土壤pH值顯著低于對照(CK)處理，土壤各養分含量整體都大于對照(CK)處理，可見，中小型土壤動物和土壤養分特征之間有著密切的關系。

(1) 從有無茅草凋落物參與處理的角度來看，在Re+Li處理下的土壤pH、有機質、有效磷含量均極顯著低于Re處理(P<0.01)，在土壤全磷含量上也顯著低于Re處理(P<0.05)。但是在土壤水解性氮含量上Re+Li處理極顯著高于Re處理(P<0.01)，在全氮含量上也顯著高于Re處理(P<0.05)。本研究中凋落物覆蓋于培養基質之上，由于試驗方法的局限，凋落物失去了在自然環境中適宜的分解條件, 分解速率可能會受到抑制[18]，導致分解過程中向土壤輸入營養物質有限, 短期內未能表現出其作用。對于氮素的影響，本研究結果與相關研究也是一致的，在有凋落物參與的處理下，隨著培養時間的推移氮素呈現升高的趨勢[22- 23]。凋落物是生態系統土壤氮素的重要來源，決定了土壤有機質氮庫的大小，氮礦化速率的高低是由土壤中生物活性決定，而高的生物活性主要是由土壤中較高的有機C和全N含量的驅動[24]

(2) 從中小型土壤動物不同類群參與處理的角度來看，中小型土壤動物控制下的Me處理pH顯著低于兩個類群(跳蟲和螨類)控制的Co+Ac處理和單一類群(跳蟲)控制下的Co處理。有機質和有效磷含量最大值均出現在中小型土壤動物控制下的Me處理，其次是Co處理，最低值出現在Co+Ac處理。Me和Co+Ac處理之間對土壤水解性氮含量的影響無明顯差異，但是顯著高于Co處理(P<0.01)?？梢娭行⌒屯寥绖游锏念惾杭捌涔δ芘c土壤養分有密切關系，多類群的中小型土壤動物對部分土壤養分的影響顯著高于兩個類群和單一類群的處理。主要由于土壤動物通過對微生物捕食以及自身的消化能力常常增加有機質的分解和氮素的礦化[19,22-23]。在有機質、有效磷以及水解性氮含量影響方面發揮最大作用的類群出現在Me處理，此處理下中小型土壤動物類群最豐富，尤其其中的線蟲對土壤養分的釋放以及氮的礦化都起到了十分重要的作用[4,14,19,23,25]。對于土壤全氮含量影響最大的是Co+Ac處理且顯著高于Me和Co處理(P<0.01)，Me和Co處理之間無明顯差異。中小型土壤動物優勢類群(彈尾目和蜱螨目)不僅和土壤有機質含量保持很好的相關性，而且通過對微生物的釋放以及取食，進一步促進了二者的活性，為其生存和相互作用創造了食源和條件，與土壤全氮含量也有很好的相關性[7-8,26]。對于土壤全磷含量的影響Me和Co以及Co+Ac處理之間均無明顯差異，并未因中小型土壤動物不同類群組合的變化而產生顯著性差異。

(3) 從中小型土壤動物不同類群組合與茅草凋落物相互作用的處理角度來看，對于土壤pH的影響與僅有不同類群中小型土壤動物參與的處理類似。中小型土壤動物和凋落物的相互作用對土壤基質動態的影響作用已經被研究證明的[6-7,11]。隨著中小型土壤動物類群數量的增加，分解凋落物的能力進一步得到了加強[6]，進而促進了較多的CO2和有機酸的產生，降低了土壤pH[17]。土壤有機質、全磷和有效磷的含量最大值均出現在Me+Li處理且與Co+Ac+Li處理和Co+Li處理呈現極顯著差異(P<0.01)。在Me+Li處理中包含大量的中小型土壤動物類群，如優勢類群彈尾目、蜱螨目和線蟲類及大量的常見類群[14]，其對凋落物的分解能力在很多研究中均有報道，且在凋落物分解的中后期成為主力軍[6-7,18]。土壤全氮和水解性氮含量也呈現一致的變化規律，最大值也均出現在Me+Li處理，其次是Co+Li處理，最低值出現在Co+Ac+Li處理且差異性顯著(P<0.05)。在對氮素的處理方面，跳蟲與凋落物的相互作用能力超過跳蟲和螨類與凋落物的相互作用能力[7,27]。跳蟲通常被作為中小型土壤動物類群的代表，不僅因為有著豐富的種類和數量，而且其通過刺激微生物活性來提高凋落物的分解和養分的礦化[7,27]。隨著凋落物分解的深入，螨類分解能力下降，跳蟲分解能力逐步上升且生態功能日益加強。

不同中小型土壤動物類群組合及其與茅草凋落物的相互作用對土壤養分的影響是顯著的，而且不同的功能類群對養分的影響不一致，多類群的中小型土壤動物及與凋落物的相互作用對土壤養分貢獻能力最大。但由于試驗本身的限制，并不能保證中小型土壤動物對凋落物的分解就一定起主要作用，只能說明它起作用。今后的研究中應加強對土壤動物多樣性的保護并對其不同類群在不同條件下功能性展開研究。

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reclaimed soil in copper tailings

LI Kezhong1,2, ZHU Yongheng1,2,*

1CollegeofTerritorialResourcesandTourism,AnhuiNormalUniversity,Wuhu241003,China2AnhuiKeyLaboratoryofNaturalDisastersProcessandPreventionAnhuiNormalUniversity,Wuhu241003,China

Influence of meso-fauna and micro-fauna composition on soil nutrient dynamics in reclaimed soil in copper tailings is studied by pot experiments. The pot experiments in laboratory were constructed consisting of mineral soil and litter: taken from a reclaimed site with naturally developed vegetation (Imperata cylindrica (Linn.) Beauv).The litter were inoculated with four different types of decomposer community: 1. Remove soil fauna(Re), Remove soil fauna+Litter(Re+Li), 2. Collembola(Co), Collembola+ Litter(Co+Li), 3. Collembola+ Acarina(Co+Ac), Collembola + Acarina + Litter(Co+Ac+Li), 4. Mesofauna(Remove soil macrofauna Me), Mesofauna + Litter(Me+Li). A group of Control Check (CK) treatment was set up, which will be completed before cultivation experiment, it will be compared with after-cultivating soil nutrients. Under the composition of different meso-fauna and micro-fauna and their interaction with litter, their effects on the soil pH, organic matter, total phosphorus, total nitrogen, available phosphorus and hydrolysable nitrogen were anslyzed. Results indicated: soil pH value will decrease with the increase of meso-fauna and micro-fauna group, the lowest is in Me treatment and Me+Li treatment, there is no significant impact between them. Nutrient content under CK treatment is significantly lower than those in other treatments. The highest content of organic matter, available phosphorus and hydrolysable nitrogen are in Me+Li treatment, and extremely significant difference was appeared between CK treatment and the other treatmentsP<0.01. The highest content of total phosphorus is in Re and Me+Li treatment and the lowest is in Co+Li treatment, and significant difference is appeared between themP<0.05. The highest content of total nitrogen is in Co+Ac and Me+Li treatment and the lowest is in Co+Ac+Li treatment, also there appear significant differenceP<0.05. And correlation analysis indicates that the correlation between organic matter and available phosphorus is closely positively correlated (r=0.886); total nitrogen and hydrolysable nitrogen (r=0.898) shows significantly positive correlation; organic matter and total nitrogen and hydrolysable nitrogen show a significantly positive correlation (r=0.735,r=0.780); total nitrogen and available phosphorus (r=0.782), available phosphorus and hydrolytic nitrogen (r=0.755) also show significant positive correlation. Organic matter and pH have a closely negative correlation (r=-0.782), and there was no correlation between total phosphorus and organic matter, total nitrogen, available phosphorus, and hydrolysable nitrogen. Through, analysis of the research, it can further reveal that type of composition of meso-fauna and micro-fauna can make the greatest contribution to the development of soil nutrient. And it can reveal the changes of the largest contribution ability groups under different nutrient indicators. It can provide evidences for the returning of soil nutrients in reclaimed soil in copper tailings and the ecological reconstruction.

mesofauna; microfauna; soil nutrient; litter; reclaimed copper tailings

國家自然科學基金(41001031)

2013- 08- 31;

2014- 07- 02

10.5846/stxb201308312178

*通訊作者Corresponding author.E-mail: yhzhu876@mail.ahnu.edu.cn

李克中, 朱永恒.中小型土壤動物組成對復墾銅尾地土壤養分的影響.生態學報,2015,35(12):3979- 3987.

Li K Z, Zhu Y H.Influence of meso-and micro-fauna composition on soil nutrient dynamics in reclaimed soil in copper tailings.Acta Ecologica Sinica,2015,35(12):3979- 3987.