白云鄂博矿区土壤外源稀土累积对土壤动物的生态效应

稀土资源开发与稀土微肥在农业上的广泛应用导致稀土元素在土壤中逐渐累积，并对土壤理化性能、肥力特征、植物生理和土壤微生物群落及其生态功能产生了直接或间接的影响，但至今尚缺乏外源稀土累积对土壤动物的生态效应的研究。本项目以白云鄂博矿区渣山为中心，通过三条样带的大气降尘和土壤稀土含量分析及土壤动物群落调查，并结合野外控制性稀土施肥试验，围绕"土壤外源稀土累积对土壤动物的生态效应"这一核心问题，在查明白云鄂博矿区土壤外源稀土累积特征的基础上，分析土壤外源混合稀土的缓慢累积和La、Ce、Nd及其混合施肥对土壤动物个体密度、群落组成、结构、多样性和特征类群的影响及群落演替过程，揭示土壤动物对外源稀土累积的生态响应，找到对土壤外源稀土累积具有指示作用的敏感土壤动物类群及群落参数，建立土壤稀土累积生态风险评价的土壤动物指标体系，为稀土农用生态风险评价、白云鄂博稀土矿区生态环境保护及生态恢复开辟新思路。

在我国，稀土资源开发与稀土微肥在农业上的广泛应用导致稀土元素在土壤中累积并对土壤理化性质、肥力特征及土壤微生物群落产生了直接或间接影响，但却鲜有学者关注稀土累积对土壤动物及其群落的生态效应。本项目以稀土矿区作为试验场，在土壤稀土含量测试和土壤动物群落调查基础上，结合野外施肥和室内毒性试验，旨在查明白云鄂博矿区土壤稀土累积现状，评价土壤稀土缓慢累积和短期施肥对土壤动物群落的影响及La对主要土壤动物的生态毒性，揭示土壤稀土累积对土壤动物的生态效应。结果表明，采矿活动导致土壤中稀土元素累积明显；在常年主导风作用下，各样带累积程度有所不同；同一样带上，距离矿山越近，稀土元素累积越明显。土壤中混合稀土的缓慢累积对土壤动物群落具有显著影响。蚁科对稀土累积具有较高耐受性，长奇盲蛛科动物对稀土累积较为敏感，步甲科并未表现出对稀土累积的敏感性，蜘蛛和网翅蝗科动物个体数量，而主要受地面植被和土壤理化性质等生境因素影响。La对蚯蚓（E. andrei）、跳虫（F. candida）、线蚓（E. crypticus）、甲螨（O. nitens） 和潮虫（P. scaber）具有毒性且呈剂量效应，但繁殖比生存更加敏感。从生存来看，潮虫和甲螨分别是对La最敏感和最不敏感的物种；而从繁殖来看，蚯蚓对La最敏感，跳虫最不敏感。La对蚯蚓生存和繁殖的毒性比Ce、Cd、Cu、 Zn和Ni弱, 比Pb的毒性强；La对跳虫生存的毒性比Cu、Cd、Pb和Zn强，对跳虫繁殖的毒性比Cd、Cu、Zn和Ni弱，但比Pb强；La对线蚓的生存毒性比Cd, Cu和Zn弱，但比Pb强；La对甲螨生存的毒性比Cd, Cu和Zn强，对甲螨繁殖的毒性则比Cu, Zn 和Pb强，但比Cd 弱；La对潮虫生存和生长的毒性比Zn强。本研究首次揭示了稀土元素对土壤动物及其群落的毒性效应，可为稀土矿区土壤质量评价、生态环境保护及土壤修复，控制稀土微肥在农业生产领域的广泛应用提供重要的科学依据，也为系统并深入开展稀土元素对土壤动物的生态毒性研究奠定了基础。