模拟酸雨和除草剂单一及复合胁迫对城市草坪土壤动物的影响

黄玉梅，王若然，罗智丹，李 向，邓楚璇

(四川农业大学 风景园林学院，四川 成都 611130)

作为当今世界三大生态环境灾难之一，酸雨给生态环境带来了严重破坏。中国已成为世界第三大酸雨区，其中，西南地区降水酸性最强，是国内主要酸雨区[1]。除形势严峻的酸雨污染以外，除草剂对土壤生态系统的影响同样不能小觑。我国化学除草剂使用量逐年递增，并已超过杀虫剂和杀菌剂[2]。草坪是改善生态环境的重要物质基础，是城市绿地系统中不可缺少的成分[3]。作为草坪土壤生态系统中最活跃的生命形式，土壤动物在维持生态系统功能中起着至关重要的桥梁纽带作用[4]，如促进有机物的分解、储存、释放和物质循环[5]，通过取食和非取食活动实现对土壤C和N的矿化[6]，贡献根际生态功能，影响植物演替等[7]。

酸雨和除草剂都最终作用于土壤生态系统：酸雨会对草坪叶片表皮结构造成破坏，限制其光合作用[8]；除草剂会直接杀死靶标植物，或停留在非靶标植物中通过食物链对草坪生态系统中的生物造成影响。二者还会通过改变土壤pH值、酶活性、有机质等相互作用：酸雨能改变土壤对磺酰脲类除草剂的吸附能力[9]；除草剂则会通过影响酸雨中N元素的氨化、硝化和反硝化作用从而影响酸雨毒性发挥[10]。依照酸雨酸度和除草剂种类，这种相互作用是非常具体的。研究表明，直接触杀和改变土壤环境都会对土壤动物的群落组成、分布产生重要影响[11-12]。Makkonen等[13]证实，酸化土壤会造成微节肢土壤动物生理、数量、类群等发生变化。除草剂对蚯蚓同样具有毒性[14-15]，甚至会影响其卵茧孵化，使之数量减少[16]。目前，关于酸雨和除草剂对土壤动物影响的研究，大都停留在森林生态系统或农田生态系统，对城市生态系统的关注不够，而且主要集中于单一胁迫。为此，研究模拟酸雨和除草剂在单一及复合条件下对土壤动物的作用，以期为保护城市草坪生态系统生物多样性、合理养护城市草坪提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

研究区域位于四川省成都市温江区(103°41′～103°55′E，30°36′～30°52′N)，属岷江冲积平原，平均海拔540 m。研究区域属亚热带湿润季风气候，四季分明，日照偏少，无霜期较长，年极端最高气温36 ℃，年极端最低气温-5 ℃，年均气温16.0 ℃，年均降水量972 mm，年平均日照时数1 168 h，平均相对湿度84%，平均风速1.3 m·s-1，主要土壤类型为灰色冲积土。

1.2 试验设计

1.2.1 酸雨溶液和除草剂溶液的配制

据成都市生态环境局监测资料显示，近5 a来，成都市降水pH值最低为3.93，属强酸雨。结合相关文献资料[17-18]，用分析纯硫酸和硝酸按物质的量之比5∶1的比例配成母液。用蒸馏水将母液调配、稀释成pH值分别为2.5、3.5和4.5的酸性水溶液，进行模拟酸雨淋浇，同时以pH值6.5的蒸馏水(DW)作为对照。

选用城市禾本科草坪常用的除阔叶杂草除草剂——使它隆20%乳油(4-氨基-3，5-二氯-6-氟-2-吡啶氧乙酸，江苏中旗作物保护股份有限公司生产)进行试验。该除草剂为选择性、内吸传导型除草剂。参照该除草剂常规施用情况，设置高、中、低3个施用梯度和对照，其中，使它隆20%乳油的体积分数分别为0.4%、0.2%、0.1%和0[19]。

1.2.2 样地设置

在四川农业大学成都校区内选取生长均匀、健康状况良好、人为干扰较少的高羊茅(Festucaarundinacea)草坪作为试验样地。采用随机区组试验设计，设酸雨pH值(A)和除草剂施用水平(B)2个因素，酸雨pH值设3个水平(AL，pH=4.5；AM，pH=3.5；AH，pH=2.5)，除草剂施用水平设3个水平(BL，使它隆20%乳油体积分数0.1%；BM，使它隆20%乳油体积分数0.2%；BH，使它隆20%乳油体积分数0.4%)，共计16个处理：单一酸雨处理(AL、AM、AH)，单一除草剂处理(BL、BM、BH)，酸雨和除草剂复合处理(ALBL、ALBM、ALBH、AMBL、AMBM、AMBH、AHBL、AHBM、AHBH)，以及1个空白对照(DW)。其中，单一除草剂的3个处理均配以DW的模拟降水。在样地内设置3个区组作为重复，区组之间留有10 m缓冲区，每个区组中设置16个小区，每个小区面积2 m×2 m=4 m2，小区随机排列。小区之间留足够宽的隔离宽度(30 cm)，防止相互之间的干扰。

于2017年9月1日喷淋除草剂和酸雨，之后每4周喷洒除草剂一次，每1周喷淋酸雨一次，至2017年11月24日停止喷淋。参照相关文献[20]和除草剂常规使用情况确定酸雨和除草剂施用量，喷施除草剂的时间为晴天的10：00，喷淋模拟酸雨的时间为16:00，采用人工方式均匀喷洒至草坪草表面。每个小区喷洒除草剂每次0.25 L、酸雨溶液每次5 L，即每次仅增加1.25 mm的降水量，但确保溶液能较均匀地浸润表层土。整个试验过程共喷淋除草剂3次，酸雨溶液12次。

1.3 样品采集与鉴定

采样在每周喷淋完酸雨的第2天进行，3个区组各16个小区，每个小区设置12个采样点，每次随机取其中之一。大型、中小型干生和中小型湿生土壤动物每次分别采集土样，即每次取得16×3×3=144个土壤样品，整个实验过程共采集12次土壤样品。依据《中国土壤动物》[21]和《中国土壤动物检索图鉴》[22]将土壤动物鉴定到科的水平，并进行食性分类[23-24]。

大型土壤动物(体长>2 mm)，采用手捡法，选取30 cm×30 cm的草坪，从草皮竖直往下铲取深5 cm的土壤，就地手拣后放于装有75%(体积分数)乙醇的小瓶中，以备室内鉴定；中小型土壤动物(体长0.2～2 mm)，在草皮上用环刀竖直凿取深度5 cm、体积100 cm3土样，分别对中小型干、湿生土壤动物进行采集，将所得土样装入黑布袋中并进行编号，迅速带回试验室，用Tullgren干漏斗法和Baermann湿漏斗法分别对干、湿生土壤动物进行分离，在解剖镜下鉴定并记录。

1.4 数据分析与处理

主要采用Shannon-Wiener香农指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)、Simpson优势度指数(C)和Margalef丰富度指数(D)对土壤动物进行多样性分析[25]。利用Excel 2010进行数据整理和图表制作。利用SPSS 20.0对不同处理间土壤动物群落特征的差异进行单因素方差分析(one way ANOVA)，对有显著差异的处理采用最小显著差异法(LSD)进行多重比较。对于复合胁迫下酸雨和除草剂对几类优势土壤动物的交互作用，开展单变量多因素方差分析(univariate ANOVA)。类群数量等级划分标准：个体数占捕获总量10.0%及以上的类群为优势类群，介于1.0%～10.0%的为常见类群，<1.0%的为稀有类群[26]。

2 结果与分析

2.1 对土壤动物群落组成的影响

本次试验共获得大型土壤动物3 367只，分属3门14目37科；中小型土壤动物共50 054只，包括中小型干生土壤动物6 129只，分属1门12目(亚目)36科；中小型湿生土壤动物43 925只，分属4门7目12科。

2.1.1 大型土壤动物

大型土壤动物的优势类群为蚁科和地蛛科，分别占全捕量的30.03%和20.05%。常见类群如正蚓科、皿蛛科、巴蜗牛科和石蜈蚣科，分别占9.71%、7.04%、6.62%和3.42%；其余22科为稀有类群，占全捕量的7.04%(表1)。

不同处理对大型土壤动物密度和类群数的影响不同。从图1可以看出，单一酸雨处理组中，酸度增加并未对大型土壤动物密度和类群数产生显著影响。单一除草剂处理下，随施用水平升高，其密度呈先增后减变化(P<0.05)。复合处理中，酸雨对大型土壤动物影响明显，表现为相同除草剂施用水平下，随酸度增加，其密度和类群数大致呈下降趋势，各处理间有显著差异(P<0.05)。

图1 模拟酸雨和除草剂处理对大型土壤动物的影响Fig.1 Impact of simulated acid rain and herbicide on soil macrofauna

2.1.2 中小型干生土壤动物

由图2可知，模拟酸雨和除草剂均明显降低了中小型干生土壤动物密度，而对类群数的影响不一。单一酸雨或除草剂处理中，其密度随处理强度增加均呈下降趋势，且存在极显著差异(P<0.01)。单一酸雨处理中，低、中酸度处理下中小型干生土壤动物类群数显著(P<0.05)高于对照和强酸处理。复合处理时，相同除草剂施用水平下，中小型干生土壤动物密度随酸度增加均明显下降，且酸度越高，下降幅度越大。相同模拟酸雨酸度下，中小型干生土壤动物密度随除草剂施用水平升高表现不同。模拟酸雨低(AL)、中(AM)酸度，中小型干生土壤动物密度随除草剂施用水平升高递减；高酸度(AH)时变化不显著。

表1 大型土壤动物类群组成与数量特征

Table1Taxonomical composition and quantitative characteristics of soil macrofauna

系统分类Taxonomy食性DietpH 6.500.1%0.2%0.4%pH 4.500.1%0.2%0.4%pH 3.500.1%0.2%0.4%pH 2.500.1%0.2%0.4%总计Total百分比Percentage/%后孔寡毛目正蚓科Sa242315151419361520192321162218273279.71OpisthoporaLumbricida柄眼目钻头螺科Ph17511109447996664111093.24StylommatophoraSubulinidae琥珀螺科Ph1622342422431164471.40Succineidae巴蜗牛科Ph209191220125181410912142412132236.62Bradybaenidae膜翅目蚁科O5367565667787550753910445656456611 01130.03HymenopteraFormicidae鞘翅目露尾甲科Sa1110313021030130200.59ColeopteraNitidulidae苔甲科Pr011000110000000040.12Scydmaenidae球蕈甲科Sa000000010202100280.24Leiodidae金龟甲科O000100001100000030.09Scarabaeidae阎甲科Pr000001000010000020.06Histeridae隐翅甲科Pr3114201342180023351.04Staphylinidae步甲科Ph4133300221213100260.77Carabidae小蕈甲科Sa003201201000000090.27Mycetophagidae象甲科Ph000001000000000010.03Curculionidae缨甲科Pr001000000011000030.09Ptiliidae鞘翅目幼虫Ph0100102230220313200.60Coleoptera larvae缨翅目管蓟马科O0153101220210010190.56ThysanopteraPhlaeothripidae半翅目长蝽科Ph000120011000000050.15HemipteraLygaeidae毛角蝽科Ph0231001100003110130.39Schizopteridae栉蝽科Ph4500211050101030230.68Ceratocombidae土蝽科Ph1022010041021000140.42Cydnidae蚜总科Ph0584063011015100351.04Aphidoidea革翅目肥螋科O001100011000010050.15DerampteraAnisolabididae蜘蛛目地蛛科Pr5480923931524433343131432720273767520.05AraneaeAtypidae皿蛛科Pr12242715624201012224913188132377.04Linyphiidae狼栉蛛科Pr19915203000312013491.46Zoridae

续表1 Contiuned Table 1

Pr，捕食性；O，杂食性；Ph，植食性；Sa，腐食性；Fu，菌食性。下同。

Pr， Predator; O， Omnivore; Ph， Phytophagy; Sa， Saprophagy; Fu， Fungivore. The same as below.

2.1.3 中小型湿生土壤动物

中小型湿生土壤动物的优势类群为小杆总科、绕线科、矛线科和线蚓科，分别占全捕量的36.00%、25.28%、17.93%和10.57%；常见类群为垫刃科、盘网轮科、地涡虫科和宿轮科，分别占2.88%、2.46%、2.05%和1.61%，其余4科为稀有类群，共占1.23%(表3)。

表2 中小型干生土壤动物类群组成及数量特征

Table2Taxonomical composition and quantitative characteristics of soil dry living soil meso-microfauna

系统分类Taxnomy食性DietpH 6.500.1%0.2%0.4%pH 4.500.1%0.2%0.4%pH 3.500.1%0.2%0.4%pH 2.500.1%0.2%0.4%总计Total百分比Percentage/%弹尾目长角科Fu210227222132921361308610611797851006983881 98032.31CollembolaEntomobryidae等节科Fu21612413144691396229711562.55Isotomidae棘科Fu631111819111614331534341342.19Onychiuridae圆科Fu111100457355844244771.26Sminthuridae跳虫科Fu7866452273222244661.08Poduridae膜翅目蚁科O231410922452721720115111442.35HymenopteraFormicidae目科Pr1332252214011530350.57PsocopteraPsocidae虱科Pr1321212532272353440.72Liposcelididae半翅目蚜总科Ph1000800001011011140.23HemipteraAphidoidea缨翅目管蓟马科O000010001000000020.03ThysanopteraPhlaeothripidae等翅目木螱科Ph000000010000000010.02IsopteraKalotermitidae双尾目铗科O000000000110312080.13DipluraJapygidae华蚖目华蚖科Sa010010000010000030.05SinentomataSinentomidae综合纲幺蚣科Sa2340751254551328570.93SymphylaScolopendrellidae甲螨亚目跳甲螨科Sa8973685258674943464054422526283279212.92OribatidaZetorchestidae罗甲螨科Sa52591524412815013091031.68Lohmanniidae若甲螨科Sa312135242945393230314923282147435288.61Oribatulidae懒甲螨科Fu0000021000700200120.20Nothridae折甲螨科Sa0001423214321050280.46Ptychoidae丽甲螨科Sa0701001170605014330.54Liacaridae鲜甲螨科Sa0300100301001210120.20Cepheidae前气门亚目盾螨科Sa1666192567918141515651681913.12ProstigmataScutacaridae赤螨科Pr1314237121394912361012481592.59Erythraeidae微离螨科Sa665139111214585175101081442.35Microdispidae矮蒲螨科Sa14157817128655244165111392.27Pygmephoridae隐颚螨科Pr8592875251149112941011.65Cryptognathidae

续表2 Contiuned Table 2

图2 模拟酸雨和除草剂处理对中小型干生土壤动物的影响Fig.2 Impact of simulated acid rain and herbicide on soil meso-micro fauna (Tullgren method)

如图3所示，模拟酸雨对湿生中小型土壤动物的影响明显有别于大型和中小型干生土壤动物，总体表现为模拟酸雨使其密度上升，而除草剂使其密度下降，酸雨和除草剂均未对其类群数产生明显影响。单一酸雨处理中，不同酸度处理下中小型湿生土壤动物密度存在显著(P<0.05)差异；单一除草剂处理中，不同除草剂施用水平下中小型湿生土壤动物密度存在极显著(P<0.01)差异；复合胁迫时，相同除草剂施用水平，中小型湿生土壤动物密度随酸雨酸度增加上升。中小型湿生土壤动物对除草剂的响应更明显，相同酸度处理中，随除草剂施用水平升高，中小型湿生土壤动物密度均明显下降，这种变化并未因酸度增加带来的密度上升而抵消。

2.2 对土壤动物群落多样性指数的影响

表3 中小型湿生土壤动物类群组成及数量特征

Table3Taxonomical composition and quantitative characteristics of soil meso-micro fauna (Baermann method)

系统分类Taxonomy食性DietpH 6.500.1%0.2%0.4%pH 4.500.1%0.2%0.4%pH 3.500.1%0.2%0.4%pH 2.500.1%0.2%0.4%总计Total百分比Percentage/%小杆目小杆总科Sa1 0508668587921 0709501 0649751 1569681 0479591 1261 0461 0548341 581536.00RhabditidaRhabditidea垫刃目垫刃科Sa59514688791101267258781281112867679612642.88TylenchidaTylenchidae针科Ph3101661520171019161610141714402430.55Paratylenchidae异皮科Sa000500000000110070.02Heteroderidae窄咽目绕线科Sa80270360457879466367465873873462159081375973264011 10325.28AraeolaimidaPlectidae矛线目矛线科Sa4804765284414125964933245056074863946245784494817 87417.93DorylaimidaDorylaimidae颤蚓目线蚓科Fu3622722664023282642453704032172733201231881874214 64110.57TubificidaEnchytraeidae仙女虫科Fu110110001300001090.02Naididae蛭态目盘网轮科Sa415752896463956783586568813979781 0792.46BdelloideaAdinetidae宿轮科Sa305346655535522639413724774733457051.61Habrotrochidae旋轮科Sa14033171512241816162621141916132830.64Philodinidae三肠目地涡虫科Sa427455785643439459613360514366449022.05TricladidaGeoplanidae总个体数Total individuals2 8842 5722 5042 5622 8892 7562 8332 6143 0772 7992 7322 5572 9522 8042 6982 69243 925—个体密度Individual density/m-240 05535 72234 77735 58340 12538 27739 34736 30542 73638 87537 94435 51341 00038 94437 47237 388——类群数 Group number1111101211101010111110101111111012—

图3 模拟酸雨和除草剂处理对湿生土壤动物的影响Fig.3 Impact of simulated acid rain and herbicide on soil meso-micro fauna (Baermann method)

由图4可以看出，不同模拟酸雨和除草剂处理对各多样性指数的影响差异明显。土壤动物香农指数和均匀度指数变化趋势类似，表现为相同酸雨酸度下，随除草剂施用水平升高大致呈上升趋势；相同除草剂施用水平下，二者总体表现为随酸度增加而明显下降，优势度指数C则与之相反。方差分析显示，单一酸雨处理组中，不同酸度处理下香农指数、均匀度指数和优势度指数均存在显著(P<0.05)差异。丰富度指数在单一酸雨处理中随酸度增加呈显著(P<0.05)上升趋势，其余处理下变化均不显著。

2.3 对优势土壤动物个体密度的影响

2.3.1 大型土壤动物蜘蛛目

由图5可知，同一除草剂施用水平下，蜘蛛目密度随酸度增加大致呈下降趋势。未添加除草剂时，即单一酸雨处理组中，随酸度增加，蜘蛛目密度并未出现显著变化；而相同条件下，添加除草剂后其数量均明显下降。方差分析显示，酸雨低(AL)、中(AM)、高(AH)酸度处理组中，不同除草剂施用水平下蜘蛛目密度均存在极显著(P<0.01)差异。在单一除草剂处理与酸雨低酸度(AL)处理组中，随除草剂施用水平升高，蜘蛛目密度呈先增后减趋势，处理间存在极显著(P<0.01)差异。复合胁迫下方差分析显示，酸雨和除草剂对蜘蛛目都具有显著(P<0.05)影响，且二者复合胁迫对蜘蛛目密度的交互作用显著(P<0.05)。

图4 模拟酸雨和除草剂处理对土壤动物群落多样性指数的影响Fig.4 Impact of simulated acid rain and herbicide on diversity index of soil fauna community

柱上无相同大写字母的表示同一除草剂施用水平下不同酸雨处理间差异显著(P<0.05)，无相同小写字母的表示同一酸雨pH值不同除草剂施用水平处理下差异显著(P<0.05)。下同。Bars marked without the same uppercase letters indicated significant (P<0.05) difference within the treatments with different pH value under the same herbicide application level (P<0.05). Bars marked without the same lowercase letters indicated significant (P<0.05) difference within the treatments with different herbicide application level under the same pH value. The same as below.图5 模拟酸雨和除草剂处理对蜘蛛目的影响Fig.5 Impact of simulated acid rain and herbicide on Araneae

2.3.2 中小型干生土壤动物弹尾目

不同处理间弹尾目密度差异巨大(图6)，酸雨明显降低了弹尾目密度，表现为各除草剂施用水平下，蒸馏水处理(DW)的弹尾目密度均显著(P<0.05)高于添加酸雨的处理。添加除草剂也明显抑制了弹尾目密度，模拟酸雨低酸度(AL)处理组中，随除草剂施用水平升高，弹尾目密度呈先增后降的趋势，处理间存在极显著(P<0.01)差异。方差分析显示，酸雨和除草剂对弹尾目都有显著(P<0.05)影响，二者复合胁迫对弹尾目密度的交互作用同样显著(P<0.05)。

图6 模拟酸雨和除草剂处理对弹尾目的影响Fig.6 Impact of simulated acid rain and herbicide on Collembola

图7 模拟酸雨和除草剂处理对线虫纲的影响Fig.7 Impact of simulated acid rain and herbicide on Nematoda

2.3.3 中小型湿生土壤动物线虫纲

从图7可以看出，酸雨和除草剂对线虫纲的影响规律非常明显，总体表现为酸雨提高了线虫纲密度，而除草剂对其表现为抑制。线虫纲对酸雨非常敏感，仅添加低酸度酸雨(AL)时，其密度与蒸馏水处理(DW)相比就明显增加，而后趋于稳定。方差分析显示，单一酸雨、除草剂低(BL)和中施用水平(BM)下，酸雨不同酸度处理的线虫纲密度存在极显著(P<0.01)差异。酸雨增加线虫纲密度，而除草剂使其减少，二者共同作用时，对线虫纲的影响互相削弱。方差分析显示，复合胁迫下，酸雨对线虫纲密度无显著影响，除草剂对其有显著(P<0.05)影响，二者复合胁迫对线虫纲密度的交互作用不显著。

3 结论与讨论

本次研究捕获的土壤动物与当地其他学者在野外调查中所获得的结果相近[27-28]，但本研究中湿生土壤动物类群所占的比例极高，这可能是由于对试验样地连续喷淋酸雨溶液，提高了土壤的含水量，增加了植物种群密度和根生物量，为湿生土壤动物的生存提供了有利条件[29]。酸雨和除草剂对土壤动物的群落组成造成了影响，这与Wei等[30]和Griffiths等[11]研究结果一致，但不同类型土壤动物的变化趋势不同。

3.1 酸雨和除草剂处理对大型土壤动物的影响

大型土壤动物对单一酸雨处理响应不明显，可能是因其较大的体积和较强的活动力使其具有更宽广的生态幅，对外界胁迫的适应性相对较强[31]。单一除草剂处理时，大型土壤动物的密度随除草剂施用水平升高先升后降，推测是低施用水平的除草剂减少了中小型土壤动物数量，减少了个别大型土壤动物的竞争者，使之密度上升，这与张淑花等[32]的研究结果一致；而高施用水平的除草剂通过抑制酶和微生物活性，降低生物量抑制了有机物积累，并且触杀大型土壤动物，造成其密度下降[33]。

单一模拟酸雨处理对大型土壤动物优势类群蜘蛛目的影响不显著，但添加除草剂后，仅低酸度的模拟酸雨就使蜘蛛目的密度与对照相比差异显著，到中等酸度时甚至出现极显著差异。二者复合胁迫对蜘蛛目密度作用显著，可能是因为本试验所用除草剂为弱酸性，酸雨环境下土壤对于弱酸性除草剂吸附能力增强，因而持留能力增强，溶解度降低，半衰期延长，所以在添加除草剂后，蜘蛛目对酸度变化更敏感[34]。

3.2 酸雨和除草剂处理对中小型干生土壤动物的影响

酸雨或除草剂单一胁迫下，与其他处理相比，干生土壤动物类群数在中等处理强度时达到最高。如中度干扰假说，中等程度的干扰使多样性维持最高水平，也就是说适当的酸雨或除草剂干扰反而能促使更多的干生土壤动物入侵和定居[35]。随处理强度增加，优势类群弹尾目密度显著下降，这也导致了干生土壤动物总密度的下降。强酸环境会提高土壤容重，降低孔隙率，这两种土壤特性会对土壤水分和氧气在土壤间的扩散与交流产生极大影响。这意味着酸雨有可能固化土壤结构，从而延缓土壤中的氧和水循环[36]。不同的生命形态和性状的土壤动物类群可能对水分和氧气的缺失具有不同阈值，从而导致个别种的消失。Ouyang等[37]研究也发现，高强度模拟酸雨会抑制土壤微生物呼吸，而低强度模拟酸雨则会促进土壤微生物呼吸。

通过试验可以看出，酸雨或除草剂单一作用都能使弹尾目的密度下降到显著水平，但弹尾目对二者的敏感度有所不同。与酸雨相比，弹尾目对除草剂耐受范围较广，当除草剂施用水平升至中等水平时，弹尾目的密度仍保持在一个比较平稳的状态；但当达到高水平时，其密度骤降，达到显著水平，推测本研究所设置的除草剂高施用水平可能是其对除草剂耐受范围的上限。本研究中弹尾目对酸雨异常敏感，仅增加到低酸度(pH=4.5)，其密度与对照相比就显著下降。孟磊等[38]在模拟酸雨对中小型土壤动物毒杀效果的室内试验中发现，当酸雨酸度增加到pH=3.0时，弹尾目死亡率与对照之间才存在显著差异。其研究获得的弹尾目对酸雨的耐受范围要大于本研究的结果。可能是因为本研究在成都温江区开展，主要土壤类型为灰色冲积土，而孟磊的试验在广东进行，两地土壤理化性质、酸解度均有差异，且广东省是华南地区酸雨重度污染区之一，频率高达70%，长期生活在其中的土壤动物也可能会因此形成对酸环境更强的耐受能力。

3.3 酸雨和除草剂处理对中小型湿生土壤动物的影响

研究发现，酸雨和除草剂对湿生土壤动物的影响不同，大体上看，酸雨处理使湿生土壤动物密度有所上升。宋敏[39]在对弃耕地土壤线虫和小型节肢动物的研究中发现，氮素添加显著影响了食细菌性线虫的数量(45.8%)。本试验中，酸雨喷淋带来了氮，土壤中的无机氮主要以硝态氮和铵态氮的形式存在，土壤硝态氮含量增加可促进细菌的生长繁殖[40]，而土壤微生物的这种变化则会通过食物链影响以微生物为食的次级消费者群落，导致线虫密度增加。与其他土壤动物类群相比，湿生土壤动物对除草剂的响应更明显，表现为密度显著降低。可能是因为湿生土壤动物世代周期短，繁殖速度快，对环境的变化更为敏感[41]。黄海松[42]在乙草胺对农田土壤动物影响的研究中也发现，线虫数量随乙草胺浓度的增加表现出明显的下降趋势，认为其是反映农药污染程度的敏感指示生物。酸雨添加会带来线虫密度的增加，与除草剂作用相反，复合胁迫时，二者作用表现为互相削弱。

3.4 酸雨和除草剂处理对群落多样性指数的影响

试验发现，添加酸雨后，土壤动物群落香农指数和均匀度指数与对照相比出现明显下降，且酸雨酸度越强下降幅度越大，在强酸处理下与对照相比甚至达到极显著差异；而强酸处理下群落优势度指数显著高于其他处理。推测是酸雨处理引起了土壤环境改变，导致一些无法适应酸环境的植物和土壤微生物死亡，再加上酸雨的触杀，引起土壤动物中的稀有类群和常见类群数量急剧减少；而一些长期生活在此的优势类群更能耐受酸雨所带来的环境变化，甚至出现嗜酸性物种数量增加的现象，从而导致相应群落多样性指数的变化。相同模拟酸雨酸度下，随除草剂施用水平升高，土壤动物群落的香农指数和均匀度指数呈上升趋势，这与张淑花[43]对农田中小型土壤动物的研究结果相似，主要是因为喷施除草剂导致优势种数量下降，尤其是占此次试验土壤动物全捕量76.67%的线虫，对群落特征起决定作用，除草剂导致线虫密度极显著下降，使土壤动物类群间差异缩小，优势现象减弱。

3.5 结语

综上所述，城市草坪土壤动物对酸雨和除草剂造成的土壤污染具有一定的指示作用。随着社会环保意识的提高，我国酸雨现象有所改观，但目前以四川盆地为中心的西南片区仍是酸雨重灾区。本研究发现，虽然酸雨添加会带来个别物种密度的增加，但总体而言，酸雨会使相当一部分物种的密度降低甚至消失。低量使它隆对土壤动物的影响较小，因此，可以认为常规使用该除草剂对草坪土壤环境是相对安全的，但在酸性较强的土壤中或酸雨污染较重的地区宜施用更低量水平。该研究结果可为不同地区除草剂种类和施用水平的选择提供参考，也可为酸雨和除草剂污染的诊治，以及城市草坪的养护管理提供一定的理论依据。未来还须进一步探讨土壤动物与城市微域环境间的交互作用在时间尺度上的变化，开展多因素综合研究和大区域长期监测，为更好缓解城市生态问题提供参考。