黑龙江省土壤动物和土壤微生物耦合关系研究

As important decomposers in ecosystem coupling relationship between soil animals and soil microorgansms is the focus of the soil ecology. Targeting Heilongjiang Province, this project will survey the spatio-temporal coupling relationship between soil animals and soil microorganisms in different habitats and distribution pattern by combining extensive investigation, positioning experiments and interior control experiments. Besides, the project will analyze the collaborative adaptation of soil animals and soil microorganisms to environmental factors. Under the condition that soil animals and soil microorganisms are inoculated, respectively, the project will discloses the interaction between soil animals and soil microorganisms. Meanwhile, this project will use stable isotope to discuss the coupling relationship between soil animals and soil microorganisms in material recycling. Moreover, the project will reveal the coupling relationship between soil animals and soil microorganisms in the restoration of degraded ecosystem. The project lays a solid foundation for researches on the interaction mechanism about soil animals and soil microorganisms, promotes the development of Chinese soil bioecology and provides bases and data support for regional ecosystem management and recover.

土壤动物和土壤微生物是生态系统重要的分解者，二者的耦合关系是土壤生态学研究的重点。本项目以黑龙江省为研究区，通过广泛调查、定位实验和室内控制实验相结合的方法，调查不同生境土壤动物和土壤微生物的时空耦合关系及其分布规律；分析土壤动物和土壤微生物对环境因子的协同适应；在分别接种土壤动物和土壤微生物的条件下，揭示土壤动物和土壤微生物的相互作用关系；利用稳定性同位素，探讨土壤动物和土壤微生物在物质循环中的耦合关系；揭示土壤动物和土壤微生物在退化生态系统修复中的耦合关系。为土壤动物和土壤微生物相互作用机制的研究奠定基础，促进我国土壤生物生态学的进展，为区域生态系统管理和恢复提供依据和数据支持。

土壤动物和土壤微生物是生态系统重要的分解者，它们参与土壤有机质分解、腐殖质形成、土壤养分转化和循环过程，是衡量土壤质量、土壤肥力和作物生产力的重要指标之一，对生态系统结构和功能具有重要的影响。土壤动物和土壤微生物相互关系的研究是当前土壤生态学研究的重点内容与发展趋势，对推动我国土壤生态系统生物作用机制研究、揭示生态地理规律具有重要的意义。黑龙江省是我国粮食生产大省，长期的耕作导致土壤养分库容降低、保水保肥能力下降，土壤退化、沙化加剧，土壤环境破坏严重，生态功能下降，生物多样性受到严重威胁。本研究以土壤动物和土壤微生物为研究对象，采用广泛调查与长期定位研究、野外观测与室内控制实验、对比分析与系统研究相结合的方法，自北向南对黑龙江省大兴安岭北部塔河地区、小兴安岭凉水地区、尚志市帽儿山地区三个不同纬度的典型区域，自东向西对黑龙江东部森林、中部草原与西部沙地不同经度的典型区域，进行土壤动物和土壤微生物耦合关系及土壤生态系统管理和修复研究。主要研究内容包括：土壤动物和土壤微生物分类研究；土壤动物和土壤微生物区系组成及群落结构研究；基于稳定性同位素技术的土壤动物和土壤微生物在物质循环中的耦合作用研究；在实验条件下在不同剂量的化肥、农药、除草剂等因素影响下土壤动物和土壤微生物在退化耕作土壤中的耦合作用研究；EM等有效微生物干扰下土壤动物和土壤微生物共同作用在土壤生态恢复中功能作用研究。研究结果表明当外界条件发生变化时，生活在土壤中的土壤动物和微生物之间的数量、优势类群，功能类群都呈现有规律的变化，这种数量变化可作为衡量农业生态系统健康程度的参考指标，指示人类活动对土壤环境的影响程度。土壤动物和土壤微生物作为生态系统的分解者，是生态系统中物质循环与能量流动中的关键环节，在进行同位素的研究中发现其功能作用与分布均表现出一定的规律。因此，确定土壤生态系统中不同种类土壤动物及微生物之间的食物营养关系，揭示土壤动物和土壤微生物在C、N循环中的作用，对土壤生态系统生物作用机制及土壤动物生态地理学的发展起到积极的促进作用，同时也为土地资源管理及农业生态环境建设提供科学依据。