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生态系统工程师——蚯蚓

 我心……飞翔 2020-01-06

蚯蚓又名地龙,是环节动物门寡毛纲的陆栖无脊椎动物 。蚯蚓是环节动物之一,世界上有蚯蚓3000余种,我国亦有200多种 。全国广泛分布的有环毛蚓、爱胜蚓、异唇蚓、杜拉蚓等品种 。

蚯蚓营养丰富,繁殖迅速,食性杂,人工养殖产量高 。经济效益好 。蚯蚓可作为珍贵药物治疗多种疾病,还可以用作高蛋白食品和饲料。蚯蚓挖穴松土、分解有机物,为土壤微生物生长繁殖创造良好条件,在土壤改良、消除公害、保护生态环境方面,在物质循环、生物多样性等方面发挥着特殊作用目前许多国家利用蚯蚓来处理生活垃圾、有机废物和净化污水。

蚯蚓通过取食、消化、排泄(蚯蚓粪)、分泌(粘液)和掘穴等活动对土壤过程的物质循环和能量传递作贡献,是对多个决定土壤肥力的过程产生重要影响的土壤无脊椎动物类群(主要是蚯蚓、螨和蚂蚁)之一,被称为“生态系统工程师”。

蚯蚓的腐食性:它们以腐烂的植物或其他有机物为食。吞食土壤及砂粒,以获取其中的有机物质。蚯蚓消化道为一直管,口位于围口节上,口后为一很小的口腔,口腔后为咽,咽不能伸出。咽壁具发达的肌肉,形成球状,有泵的抽吸作用。蚯蚓咽壁上还有大量的肌肉纤维连接到体壁上,以至形成一肌肉质盘,包在咽的周围,以增强其抽吸作用。咽壁内有发达的单细胞腺体,它所分泌的粘液可使食物颗粒粘结,其中含有蛋白酶可对食物进行初步消化。有的种类咽发生几度紧缩,以致形成几个咽球。咽后为窄长的管状食道。

陆生种类的一个特征是食道上有一对或几对钙腺位于食道两侧,是由食道壁内陷形成的一种腺体,它可分泌钙质,以减少体内随食物进入的过多的钙,并通过控制离子的浓度以维持体液与血液的酸碱平衡。水生种类不存在钙腺。食道之后形成嗉囊及砂囊,前者是一薄壁的囊,用作食物的暂时贮存,有的种类嗉囊不发达或缺乏。后者是一厚壁的囊,内表面有一层厚的几丁质层,用以研磨食物成为细粒。砂囊后为管状的胃,胃上有丰富的血管及腺体。胃后为肠,它纵贯其余体节,是其消化及吸收的主要场所。肠的前端上皮细胞能分泌蛋白酶和纤维素酶等以进行食物的消化。消化后的营养物质由血液送到全身。

蚯蚓的肠的前端还形成一对发达的盲肠,盲肠在第26节处,盲肠内有发达的腺体,也是消化的重要场所。肠道中段背中线处内陷形成盲道,以扩大消化及吸收面积。肠壁的外周体腔膜细胞改变成黄色细胞,或称黄色组织,它在物质的中间代谢中起重要作用,即它是脂肪及糖元合成及贮存的中心,同时也能使蛋白质脱氨基而分解成氨及尿,有一定的排泄作用。黄色组织是由于细胞内黄绿色脂类内含物的存在而成为黄色,这些细胞也可以转变成油细胞而被释放到体腔液中。肠的后端少数体节为废物的贮存处,内含蚓粪,最后由肛门排出体外。

蚯蚓在生态系统中的角色有三:消费者、分解者和调节者。通常认为,它作为消费者在生态系统中的地位并不重要。进入分解子系统的能量一般只有3–6%被蚯蚓消耗;但若加上它在排泄物和蚓茧中所耗的能量,蚯蚓在系统能量传递中的作用会更大。蚯蚓通过取食、掘穴和排泄等活动对生态系统的生物、化学和物理特性产生影响,这些因素也反过来影响蚯蚓本身。蚯蚓及其活动在其体内外形成众多的“蚓触圈”,即蚓丘、洞穴、滞育室、地上和地下排泄物,从而对土壤孔隙、团聚体的形成,成土作用和凋落物破碎等过程产生影响。

蚯蚓在生态系统中的功能主要表现在:

(1)对土壤有机质分解和养分循环等关键过程的影响。

蚯蚓体内富含各种酶使其具有转化改造有机质的特殊能力,并使土壤矿物发生一定程度的分解,转化为植物易于利用的氨、碳酸、尿素、尿嘌呤以及速效性的磷钾矿质养分等可给态化合物。富含可溶性氮、磷、钾的蚓粪能明显提高土壤肥力。蚯蚓处理后的城市生活垃圾肥效明显提高。

(2)对土壤理化性质的影响。

蚯蚓活动对土壤化学性质的改善、对土壤腐殖质的富集、蚯蚓与微生物协同分解有机物、促进C、N、P循环等作用都有利于土壤资源的持续利用。蚯蚓繁殖能力强、繁殖周期短、消化系统发达,其翻土量不容忽视,大大促进土肥相融;同时,经蚯蚓肠道转化而成的大部分营养物质与土壤密切复合,排后,变成土壤中营养丰富、品质优良的团粒结构。这些团粒结构,具有疏松、多孔,水稳性强、有效养分多的特点,提高了土壤的通气透水性、蓄水保肥能力、水资源利用效率。

(3)与植物、微生物及其他动物的相互作用。

蚯蚓对微生物的群体结构、数量、活性、分布具有重要调节作用。通过蚯蚓肠道加工后,土壤中微生物区系和群体的数量显著增加对有机残落物的机械破碎与消化分解作用蚯蚓会弄碎落叶和影响土壤微植物群。蚯蚓与微生物一起对有机质的腐殖质化起着决定性的作用。蚯蚓食性广、食量大,对落叶的机械破碎量相当可观。

(4)环境指示作用。

蚯蚓是良好的土壤环境指示生物,可用于评价土壤中化学污染物的生态毒性,是检测土壤环境的靶标生物。 )

另一方面,蚯蚓活动也可能对生态系统产生有害的效应,如 :

(1)蚯蚓将地表凋落物移走或埋入土中,蚓粪在地表的覆盖等都可能会增加水土流失;

(2)蚯蚓也可能传播杂草种子或动物病原菌;

(3)蚯蚓的活动在提高氮矿化的同时,容易造成氮的流失。

蚯蚓对生态系统中凋落物分解和养分循环等关键过程的影响,受蚯蚓生态类群、种群大小、植被、母岩、气候、时间尺度以及土地利用历史的综合控制。时间尺度的影响比较特别,如短期内蚯蚓的活动会提高碳的释放和氮的淋失,但从长远看,蚯蚓活动及其产生的大量微团聚体对土壤有机质有保护作用,有利于碳、氮在土壤中的长期储存。同理,蚯蚓入侵对生态系统的危害也因地而异。在人为干扰很少的地方,蚯蚓入侵造成的破坏会小得多。对蚯蚓入侵的研究,为人们提供了一个更好地了解蚯蚓对生态系统影响的机会。

生态系统工程师——蚯蚓

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