西土寒宪蚓和三叉苦植物对大叶相思人工林土壤CO2通量的短期效应

西土寒宪蚓(Ocnerodrilus occidentalis)为广东人工林和撂荒地内广泛分布的外来种蚯蚓, 因其对水热、pH值及土壤有机质等的变化不敏感, 其分布范围有逐渐扩大的趋势。研究西土寒宪蚓对人工林碳循环的影响过程, 可以为如何减少外来蚯蚓影响下的人工林土壤碳排放提供思路。在广东鹤山大叶相思(Acacia auriculaeformis)人工林内设置外来蚯蚓和乡土植物野外控制实验, 利用静态箱-气相色谱法对土壤CO₂通量进行15天的原位测定。结果发现, 单独添加西土寒宪蚓及单独种植三叉苦(Evodia lepta), 对土壤CO₂通量的效应都不明显。植物物理过程(如遮阴作用等)、植物生物过程(如根际化学物质分泌过程等)及植物在未添加蚯蚓样方和添加蚯蚓样方中对土壤CO₂通量的效应分别为-32.1%、40.9%、8.8%和-7.2%、30.7%、23.5%。植物的物理过程抑制了土壤CO₂排放, 但提高了蚯蚓对土壤CO₂排放的促进作用(提高了39.3%)。植物的生物过程促进了土壤CO₂排放, 但减弱了蚯蚓对土壤CO₂排放的促进作用(降低了23.5%)。试验期间蚯蚓对多数土壤理化性质的影响并不明显, 但是蚯蚓的存在有增强土壤细菌活性的趋势, 而且使土壤CO₂通量与土壤理化性质的相关性更加密切了; 同时, 蚯蚓的存在也使土壤CO₂通量与土壤水热因子的关系发生了变化。可见, 森林土壤CO₂通量不仅与水热条件有关, 还受地上和地下生物过程的调控。如果只关注森林土壤CO₂通量的大小, 而忽略影响土壤CO₂产生及释放的生物学过程, 将无法找到减少森林土壤CO₂排放的有效途径。减缓人工林中土壤碳的排放, 必须综合考虑植物物理过程、植物生物过程以及蚯蚓对土壤CO₂排放过程的独立效应和交互效应。     

广东鹤山人工林蚯蚓群落结构季节变化及其与环境的关系

2000年5月至2001年5月,对鹤山3种人工林下蚯蚓群落连续调查约1a,比较不同林型蚯蚓群落结构以及季节和环境变化对蚯蚓群落的作用。结果表明1各林型内蚯蚓均以西土寒蚓(OcnerodrilusoccidentalisEisen)为最多,年龄构成以幼体为主。豆科林蚯蚓个体数最多,荷木林蚯蚓生物量最大。几乎所有蚯蚓种类的个体生物量都以荷木林为最大。23林型下,蚯蚓个体数与生物量的季节变化差异有相同的变化趋势,但不同步。蚯蚓个体数的季节变异针叶林>豆科林>荷木林,林型之间蚯蚓个体数以豆科林与针叶林差异最显著;蚯蚓生物量的季节变异豆科林>荷木林>针叶林,林型之间蚯蚓生物量荷木林与针叶林差异最显著。寒蚓个体数季节变化与总体的变化一致,但其生物量变化趋势与总体相反针叶林>荷木林>豆科林,说明蚯蚓群落生物量的季节变化很可能受寒蚓以外的其他蚯蚓种类生物量变化的控制。3在一定范围内,蚯蚓个体数和蚯蚓生物量与空气相对湿度和土壤平均含水量显著相关。土壤平均温度在20～22℃左右,蚯蚓个体数最高,土壤平均温在23～25℃左右时,蚯蚓生物量最高,各林型蚯蚓个体数量和生物量最高时的土壤平均温度不同。降雨对蚯蚓群落的影响很大,对水分条件较差的豆科林和针叶林尤为明显。通常蚯蚓都是在水分条件较好的时候生长和繁殖,土壤水分过多和过少,都不适宜。蚯蚓的繁殖,受降雨的影响,3种林型下蚯蚓繁殖期基本一致。     

不同蚯蚓采样方法对比研究

蚯蚓种类组成和丰度变化是反映农业管理措施对土壤质量影响的重要指标。为研究利用芥末悬液等方法进行蚯蚓样品采集的有效性和准确性,寻求合理有效的蚯蚓种群特征调查方法,在我国东北玉米连作黑土上分别运用手拣法、福尔马林溶液驱赶法、芥末+水悬液及芥末+乙酸悬液驱赶法,以及驱虫剂与手拣法相结合的方法进行蚯蚓样品采集,将上述7种方法测得的蚯蚓丰度、生物量及年龄组成信息进行了系统分析。结果表明,福尔马林溶液驱赶法不结合手拣法使用时测得的蚯蚓丰度及生物量远远低于其他方法,尤其幼年蚯蚓比例偏低,并不能反映真实的蚯蚓种群特征。使用芥末悬液做驱虫剂有效性明显提高,尤其芥末+乙酸悬液,测得的蚯蚓丰度比手拣法高22.3%。福尔马林溶液结合手拣法后有效性大大提高,测得的蚯蚓丰度和生物量分别是其单独使用时的19.1和9.3倍,但相对其他驱虫剂方法仍高估了成年蚯蚓的比例;芥末+水悬液和芥末+乙酸悬液方法结合手拣法后收集到蚯蚓的数量分别提高了67.8%和89.1%,平均个体重量分别是原来的1.8和1.3倍,说明芥末悬液不会杀死小个体的幼年蚯蚓,但少部分大个体蚯蚓及洞穴不与地表相接的蚯蚓可能并不能被其驱赶至地表,结合手拣法后可以弥补这个缺陷。芥末+乙酸悬液结合手拣法收集到的成年及幼年蚯蚓数量和生物量均显著高于其他方法(P<0.05),既能有效地驱赶小个体和幼年蚯蚓,又可以收集到洞穴不与地表相接的土栖型蚯蚓,因此可以作为真实有效地反映蚯蚓种群特征的采样方法之一。     

长白山杨桦林不同蚯蚓类群对电击采样的响应及其影响因素

电击法采集蚯蚓对环境相对友好,但电击效率可能因立地条件和蚯蚓类群而变化,进而限制了电击法的广泛应用。本研究于2017年11月上旬采用电击法配合手拣法对长白山3个不同森林发育阶段的杨桦林的蚯蚓群落进行了调查,分析了森林发育阶段、蚯蚓生态型、蚯蚓种群大小以及发育阶段、土壤温湿度状况等对电击效率的影响。结果表明:不同森林发育阶段蚯蚓的电击效率不同,其中40年生杨桦林电击效率最高,其蚯蚓数量和生物量电击效率分别为68.5%和57.4%;表栖型的诺登爱胜蚓(Eisenia nordenskioldi)活动能力最强,电击效率高达100%;内-深栖型的长白山杜拉蚓(Drawida changbaishanensis)在实验期间处于蜷曲休眠状态,电击效率低至0;而内栖型的安德爱胜蚓(Eisenia andrei)的电击效率为22.2%～58.3%;安德爱胜蚓种群大小与电击效率无明显的相关关系(其中,数量:r=0.139,P=0.381,生物量:r=0.025,P=0.877);安德爱胜蚓成体的电击效率显著高于幼体(P=0.014);土壤温度对电击效率有显著的影响,当土壤温度低于6℃时电击效率为0;当土壤温度为6～10℃时,电击效率为34.6%±13.1%,当土壤温度大于10℃时,电击效率为46.0%±8.7%;土壤湿度对电击效率无显著影响。总的来说,电击效率与蚯蚓活动能力的强弱有关。蚯蚓生态型、个体发育阶段及土壤温度在一定程度上影响了蚯蚓的活动能力,进而影响蚯蚓的电击效率。因此,可以根据不同蚯蚓类群活动能力的不同,利用电击法选择性地控制野外蚯蚓群落结构,以开展不同蚯蚓类群生态功能的长期实验研究。     

蚯蚓和三叉苦对亚热带人工林土壤N2O和CH4通量的短期效应

在广东鹤山大叶相思(Acacia auriculaeformis)人工林内设置外来蚯蚓西土寒宪蚓(Ocnerodrilus occidentalis)和乡土植物三叉苦(Evodia lepta)野外控制实验,用静态箱-气相色谱法对土壤N2O和CH4通量进行15 d的原位测定,研究蚯蚓和三叉苦对土壤N2O和CH4通量的影响。结果表明,三叉苦并未明显增加土壤N2O和CH4的通量,而假植物(模拟三叉苦的物理效应)则显著促进了土壤N2O的释放通量。整个实验阶段,蚯蚓效应分别使无植物对照和三叉苦处理土壤N2O通量增加了26.7%和66.3%,而在种假植物条件下,添加蚯蚓使土壤N2O通量降低了39.7%;同时,蚯蚓效应使对照处理土壤CH4吸收通量增加了10.3%,使假植物处理土壤CH4吸收通量降低了90.6%,而使三叉苦处理土壤CH4释放通量增加了301.8%。可见,蚯蚓能够促进人工林土壤N2O释放;同时促进人工林土壤从CH4“汇”向“源”转变。三叉苦的物理过程促进土壤N2O的释放,而三叉苦的生物过程抑制土壤N2O的排放。如何减缓人工林中土壤N2O和CH4的排放,必须综合考虑植物物理过程、生物过程以及蚯蚓对土壤N2O和CH4排放过程影响的独立效应和交互效应。     

热带人工林土壤动物群落的次生演替和发展过程探讨

在广东小良地区的桉林迹地上,对不同林龄的阔叶混交林土壤动物的组成进行比较,探讨群落随林龄的增加而变化的过程。以多样性为基础,可将这里土壤动物群落的演替和发展分成3个阶段,即增长期、过渡期和稳定期。在林龄20多年后,群落发展可进入最后阶段。不同类群的演变程序:(1)湿生动物个体数逐渐增加,直至平稳;(2)昆虫中不稳定类群逐渐减少;(3)白蚁种群在增长期前段迅速增加,随后即在较低水平上受到控制;(4)蚯蚓在增长期后段才出现,并迅速成为优势类群。过渡期及其以前的蚯蚓种类主要为寒(虫宪)蚓属(Ocnerodrilus),稳定后为环毛蚓属(Pheretima)。     

土壤温度和湿度对外来种蚯蚓Pontoscolex corethrurus 产茧和幼蚓孵化的影响

通过采用主处理为土壤温度,副处理为土壤湿度的裂区区组实验设计,在室内微生态条件下控制土壤温度和湿度培养蚯蚓,探讨了3种土壤温、湿度对热带外来种蚯蚓Pontoscolex corethrurus成蚓产茧和蚓茧孵化的影响。研究结果表明,P. corethrurus成蚓在20—30℃土壤温度范围、25%—35%土壤湿度环境中均可持续产茧和孵化幼蚓,培养时间、土壤温湿度对蚯蚓的产茧和孵化呈现显著影响。20%土壤湿度下成蚓休眠或死亡。35%土壤湿度下呈现最大蚓茧产量和幼蚓孵化量。在较好（35%）土壤湿度下产茧数表现为高温好于低温,反之亦然;在适宜（25%—35%）土壤湿度下幼蚓孵化率随温度升高而增加,但呈现高、低温的限制作用,即25℃土壤温度和35%土壤湿度时出现最高幼蚓孵化率。在适宜的土壤温湿度范围内,湿度较温度对蚯蚓繁殖具有更显著的控制作用,温度的影响在一定程度上可通过土壤湿度加以调节。     

土壤温度和湿度对外来种蚯蚓Pontoscolex corethrurus 产茧和幼蚓孵化的影响

通过采用主处理为土壤温度,副处理为土壤湿度的裂区区组实验设计,在室内微生态条件下控制土壤温度和湿度培养蚯蚓,探讨了3种土壤温、湿度对热带外来种蚯蚓Pontoscolex corethrurus成蚓产茧和蚓茧孵化的影响。研究结果表明,P.corethrurus成蚓在20—30℃土壤温度范围、25%—35%土壤湿度环境中均可持续产茧和孵化幼蚓,培养时间、土壤温湿度对蚯蚓的产茧和孵化呈现显著影响。20%土壤湿度下成蚓休眠或死亡。35%土壤湿度下呈现最大蚓茧产量和幼蚓孵化量。在较好(35%)土壤湿度下产茧数表现为高温好于低温,反之亦然;在适宜(25%—35%)土壤湿度下幼蚓孵化率随温度升高而增加,但呈现高、低温的限制作用,即25℃土壤温度和35%土壤湿度时出现最高幼蚓孵化率。在适宜的土壤温湿度范围内,湿度较温度对蚯蚓繁殖具有更显著的控制作用,温度的影响在一定程度上可通过土壤湿度加以调节。     

4种蚯蚓肠道微生物对砷毒性的响应差异研究

蚯蚓肠道是微生物多样性的一个潜在存储库。砷对蚯蚓肠道微生物群落的影响已被证实,但砷在不同蚯蚓肠道菌群中生物转化的差异仍不清楚。为了进一步阐述土壤中广泛存在的低浓度砷(浓度为5,15,25 mg/kg)对不同种类蚯蚓肠道微生物影响的差异,将4种典型蚯蚓暴露于砷污染土壤后,测定其肠道微生物组成变化,并分析砷对不同蚯蚓肠道内砷富集、形态和砷生物转化基因的影响。结果显示,所有蚯蚓组织内均存在明显的砷富集,其富集系数由高到低依次为:安德爱胜蚓(1.93)>加州腔蚓(0.80)>通俗腔蚓(0.78)>湖北远盲蚓(0.52),蚯蚓组织和肠道内砷形态主要以无机砷为主,其中As(III)含量比例> 80%,部分蚯蚓组织内还发现少量有机砷。4种蚯蚓肠道微生物群落在门水平上主要以变形菌、厚壁菌和放线菌为主,并与周围土壤细菌群落组成存在显著差异。同时,在土壤和肠道内共检测到17个砷转化基因,其中蚯蚓肠道内As(V)还原和砷转运相关基因相对丰度较高,而砷(去)甲基化基因丰度较低。此外,低浓度砷污染对蚯蚓生长无显著影响,却能引起蚯蚓肠道微生物群落的紊乱。蚯蚓种类和砷污染是引起蚯蚓肠道微生物...     

廊坊地区陆栖蚯蚓优势种形态多样性分析

2014年6—10月,对廊坊地区陆栖蚯蚓物种多样性进行调查,共记录蚯蚓3科6属9种,其中,优势种3种,即天锡杜拉蚓Drawida gisti、日本杜拉蚓D.japonica和梯形流蚓Aporrectodea trapezoides。本文通过观察3种优势种个体的形态结构,以体长、体宽、体节数等外部特征为主要量化指标,综合分析并比较了个体间的形态多样性,结果显示,天锡杜拉蚓55条,体节数为51~207,体长为59.80 mm±19.15 mm,体宽为4.30 mm±1.21 mm;日本杜拉蚓78条,体节数为54~174,体长为42.00 mm±10.90 mm,体宽为3.00 mm±0.69 mm;梯形流蚓37条,体节数为67~191,体长为63.40 mm±20.72 mm,体宽为4.50 mm±0.92 mm。3个优势种的体长与体宽呈显著正相关,体长与体节数之间存在极显著回归关系。3种蚯蚓体长的聚类分析符合种属差异,而天锡杜拉蚓较粗,日本杜拉蚓与梯形流蚓的体宽较为接近。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.