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土壤动物在土壤的形成、维持生态系统功能等方面起着重要的作用,受到施肥等人类活动的影响。然而,人们关于施肥对土壤动物群落的具体影响仍然缺乏深刻的认识。关于栖息地的变化和食物资源的改变对调控土壤动物对施肥响应的相对贡献的争论仍在继续。因此,本人通过野外实验探讨了N肥添加对土壤动物群落的影响及其主导调控因素,并且通过meta分析来探索土壤动物群落在全球尺度上对施肥的响应及其调控因素。在第一项研究中(野外实验,第二章),本人在中国东部杨树人工林(Populus deltoids)中,通过模拟N沉降(0,50,100,150以及300 kg N ha-1 year-1)实验,探讨了总的土壤动物以及植食性土壤动物群落在不同土层(0-10,10-25和25-40 cm)对N添加的响应。我们将不同施N水平所需的NH4NO3溶解于水中,采用背负式喷雾器将其均匀洒入样地来模拟N沉降。我们的结果表明:低浓度的N添加显著增加了总土壤动物和植食性土壤动物密度(Dtotal和Dp),高浓度的N添加显著减少了Dtotal和Dp,这表明N添加对土壤动物的影响存在阈值效应。此外,N添加对总土壤动物和植食性土壤动物的类群数(G,Gtotal和Gp)以及香农多样性指数(H,Htotal和Hp)均无显著影响。随着土层深度的增加,Dtotal,Dp,Gtotal和Gp均显著降低,表明土壤动物具有表聚性特征,但是Htotal和Hp随土层深度的增加变化并不明显。更重要的是,N添加对Dtotal和Dp影响的阈值随土层深度的增加由50和100 kg N ha-1 year-1增加到150 kg N ha-1 year-1。我们还发现细根生物量是调节Dtotal和Dp变化的主导因子。我们的研究表明,N添加可能通过改变杨树人工林的地下食物资源来驱动土壤动物群落组成的变化。在第二项研究中(meta分析,第三章),本人综合分析了35项研究中施肥处理下土壤动物指标的896条数据,以探索土壤动物群落对施肥的全球响应模式。主要结果表明,在全球范围内,施肥可以增加土壤动物的丰度。进一步的分析表明,土壤动物丰度在不同肥料类型、不同土层深度、不同生态系统以及不同气候带,对施肥的响应都显著不同:(1)土壤动物丰度对有机肥施用的响应高于无机肥;(2)底层土壤中的动物丰度对施肥的响应高于表层土壤动物;(3)农田、人工林等人工系统中的土壤动物丰度比自然环境中的更容易受到施肥的影响;(4)土壤动物丰度对施肥的响应在各气候带中表现为:热带>温带>寒带。同时,土壤动物丰度对不同施肥类型的响应在各生态系统以及气候带间都具有明显差异。然而,施肥并没有显著影响土壤动物类群数和多样性指数对施肥的响应。回归分析显示,食物资源的变化是调控土壤动物群落对施肥响应的关键因素,包括土壤养分(如土壤有效N)和土壤微生物。我们的研究表明,在全球范围尺度上,施肥可以通过改变食物资源而影响土壤动物群落。总体而言,我们的野外试验和meta分析都表明,施肥在一定程度上可以增加土壤动物的数量,但对土壤动物类群数和多样性的影响不显著。我们发现食物资源的变化是调控土壤动物群落响应施肥的重要因素。我们的研究结果可能有助于建立全球土壤动物对施肥的响应模型,并评估全球不同生态系统中适当的施肥管理措施。但是,土壤动物群落对施肥的响应及其控制因子在不同生态系统之间是否存在共性,还需要进一步的综合分析,从而促进全球模式的发展。