蚯蚓对生态环境质量的指示作用

蚯蚓对生态环境质量的指示作用作者：张立涛B053902205级动物科学蚯蚓简介中文学名：环毛蚓英文名：Earthworm俗称：地龙、曲蟮。亦称钓鱼虫(angleworm)。陆正蚓(Lumbricusterrestris)中医名字：地龙蚯蚓简介动物学分类：环节动物门寡毛纲陆生动物,有1800余种，一般指正蚓属(Lumbricus)的种。生物学特征蚯蚓的躯体分为多数体节(陆正蚓多达150节)。某些内脏器官(如排泄器官)见於每一体节。第32∼37节稍粗，无节间沟，色稍浅，在生殖季节能分泌黏稠物质，形成蚓茧，包裹排出的卵。蚯蚓躯体前後两端渐细，尾端稍钝。蚯蚓无视觉及听觉器官，但能感受光线及震动。生物学特征蚯蚓为雌雄同体，但需行异体受精。交配时两条蚯蚓互抱，并分泌黏液使双方的腹面黏住，各排出精子输入对方受精囊内。交配後两个个体分开，形成蚓茧，蚯蚓自蚓茧向後退出，茧前移至第14体节时成熟的卵落入，经过第9∼10体节时，受精囊内来自对方的精子逸出，使蚓茧中的卵受精。交配後24小时，蚓茧从蚯蚓的头端脱出，留在土壤中。通常於2∼4周後形似成体後微小的幼体自蚓茧钻出。60∼90天後性成熟，约一年後发育完成。蚯蚓在环境中的作用目前，人们越来越认识到蚯蚓在农业、林业、牧业生产上的重要性和对环境保护的特殊作用。由于蚯蚓的掘地性和杂食性，每年每公顷土地内的蚯蚓排出的蚓粪就可以达到几十吨至几百吨。富含腐殖质的蚓粪是植物生长的极好肥料。蚯蚓的活动还可以改良土壤，加速分解土壤中的有机物，恢复和保持土壤的生态平衡。此外，蚯蚓在处理垃圾中的有机废物，降解环境中的污染物和为人类提供蛋白质新来源等方面都日益受到人们的重视。蚯蚓在经济等其他方面的价值和应用蚯蚓还可以作饲料、食品和药材，对人类的益处很大。由于蚯蚓含有丰富的蛋白质，因此，用作畜、禽和水产养殖业的饲料，都能取得增产的效果。蚯蚓在药物学上也占有一定的地位，是常见的中药材，有解热、镇痉、活络、平喘、降压和利尿等作用。蚯蚓的身体含有大量的蛋白质和脂肪，营养价值很高，是优良的蛋白质饲料和食品。蚯蚓体内可分泌出一种能分解蛋白质、脂肪和木质纤维的特殊酶，因此，树叶、稻草、畜禽粪便、生活垃圾、活性污泥和造纸、食品工业的下脚料等，都可以是它的食料。蚯蚓能够在一定程度内消除环境污染。因此，近年来，许多国家都成立了蚯蚓养殖工厂，并把蚯蚓养殖工厂称为“环境净化装置”。由于蚯蚓能够吸收土壤中的汞、铅和镉等微量金属，这类金属元素在蚯蚓体内的聚集量为外界含量的10倍。因此，有些科学家认为蚯蚓可作为土壤中重金属污染的监测动物。蚯蚓对土壤生态环境污染的指示作用蚯蚓是土壤污染的敏感指示物。利用蚯蚓的分子、生物化学和生理反应(生物标志物)监测土壤污染情况已越来越受到人们的关注。生物标志物为田间条件下指示土壤污染状况提供了有效的工具。在污染土壤中,一些敏感的蚯蚓种群消失了,而能够耐受污染物的种群保留下来,从而导致了蚯蚓在密度和群落结构上发生明显变化。蚯蚓作为指示物监测、评价土壤污染,可为整个土壤动物区系提供一个相对安全的污染物浓度阈值。蚯蚓作为指示生物的优越性蚯蚓普遍存在于地球上除冰川、沙漠、南北极等极端环境外的各种生态环境中,如森林、草地、花园和田间等,具有极强的生命力。蚯蚓是土壤动物区系的代表类群。它个体大,易于繁殖,分布广泛,是监测土壤及水体环境污染状况的良好指示生物。蚯蚓处于陆地生态食物链的底部,对大部分杀虫剂和重金属都具有富积作用。土壤中富积的杀虫剂和重金属等物质可能不会对蚯蚓造成严重的伤害,但可能影响食物链中更高级的生物。同时,蚯蚓对某些污染物比许多其他土壤动物更为敏感。因此,蚯蚓作为土壤环境的指示生物,可以提供一个保护整个土壤动物区系的安全域值。蚯蚓对土壤有机磷污染的指示作用蚯蚓生物量占土壤动物生物总量的60%,在多种陆地生态系统中控制着物质循环与能量转化的重要环节,对多种重金属、有机磷农药、多氯联苯、多环芳烃、放射性污染物等环境有害物质有反应指示和积累指示的特殊作用。在有机磷农药用量极大的菜地中蚯蚓群落与当地普通农田截然不同,菜地中出现的微小双胸蚓、威廉腔蚓和赤子爱胜蚓对有机磷有较好的耐受性(抗性),可用于有机磷污染的指示。蚯蚓对土壤重金属污染的指示作用随着土壤重金属污染物浓度的增加,蚯蚓种类明显减少,即重污染区有3个种,中污染区有5个种,轻(未)污染区有8个种。与有机磷污染区类似,微小双胸蚓、威廉腔蚓和赤子爱胜蚓表现出对重金属的耐受性,可用于重金属污染指示。蚯蚓对土壤重金属污染的指示作用对蚯蚓的毒理研究表明,重金属对蚯蚓的酯酶同工酶有抑制作用。而重金属对蚯蚓过氧化物酶同工酶有激活作用。在显微镜下观察,可见重金属污染引起蚯蚓体表溃烂及产生肿瘤,胃肠道黏膜出血、背血管肿胀,胃肠道黏膜上皮细胞产生萎缩或溃烂灶。重金属污染区蚯蚓高尔基体膨大,线粒体嵴消失,甚至空泡化或解体,核膜间隙肿胀、断裂,核质外溢,胞质自溶。蚯蚓的各种病变指标均能定性反映土壤重金属污染状况。蚯蚓对农药污染的指示作用随着农药污染程度的增加,蚯蚓的种类和数量减少。在扫描电镜下,可观察到重污染区壮伟环毛蚓胃粘膜出现溃疡灶,并产生穿孔现象,肠粘膜上的纤毛发生紊乱及萎缩,纤毛顶端膨大呈球形在中污染区只有微绒毛萎缩病变,并且出现了畸形精子。在透射电镜下观察,可见重污染区壮伟环毛蚓胃肠道粘膜上皮细胞中的粗面内质网出现扩张,高尔基复合体也产生扩张状,线粒体发生肿胀,线粒体嵴消失呈空泡状;细胞核膜间隙扩张、断裂,核染色质向边缘集中或减少。蚯蚓的这些病变指标均能灵敏反映土壤农药污染程度。蚯蚓对水体污染的指示作用当水体中寡毛类以尾鳃蚓为优势种群,偶有颤蚓或水丝蚓出现时,可认为该水体处于中等程度的有机污染;当水体中寡毛类颤蚓的丰度极高并伴有水丝蚓出现时,可认为该水体处于重度有机污染状态,达富营养化程度;当水体中仅有霍甫水丝蚓出现且丰度高时,可认为该水体受到严重的有机污染或农药污染,已接近水生生物绝迹的边缘。中华颤蚓能忍受高度缺氧条件,多生活在有机物丰富的淤泥中,富营养化水体中数量极多,是严重有机污染的指示种。蚯蚓的饲养条件蚯蚓是变温动物。因此，蚯蚓对环境的依赖一般比恒温动物更为显著，环境温度不仅影响蚯蚓的体温和活动，还影响蚯蚓的新陈代谢、生长发育及繁殖等，因此，温度是蚯蚓最重要的生活条件之一。一般来说，蚯蚓的活动温度在5—30℃范围内，0—5℃进入休眠状态，0℃以下死亡，最适宜的温度为20—27℃左右，此时能较好地生长发育和繁殖。28—30℃时，能维持一定的生长；32℃以上时生长停止；10℃以下时活动迟钝；40℃以上时死亡，蚓茧孵化最适18—27℃。养殖场最好在室内，在南方地区，夏天通风保湿，冬天只要关窗保温就能全年正常生产（这里的温度指基料的温度）。蚯蚓养殖前景分析蚯蚓可以制药，目前国际市场每吨干蚯蚓8~15万元，甚至更高；养殖蚯蚓除能处理动物粪便外，养殖蚯蚓还有能处理垃圾、净化环境、积造肥料等功效。蚯蚓能把垃圾变成肥料。日本、美国、加拿大、缅甸、印度、菲律宾、澳大利亚、西德等国家，都用蚯蚓处理垃圾、净化环境、消除公害，制造有机肥料。养殖蚯蚓有的国家已发展到工厂化养殖和商品化生产的状况。蚯蚓养殖前景分析美国洛杉矶作过一次试验，把7.5吨捣碎的垃圾运到蚯蚓养殖场,不到一个月这堆垃圾就被100万条蚯蚓消化掉了。还有一次运去10吨未经捣碎的垃圾，经过78天也被蚯蚓全部吃光。美国早在30年前就开始对蚯蚓进行研究，现在蚯蚓交易额每年都有增长。蚯蚓养殖的材料十分广泛，又特别廉价，养出蚯蚓后又大幅升值，技术也不复杂，而且蚯蚓对人类的益处很多，所以，我国和世界上的许多国家，都在大力开展蚯蚓的利用和养殖事业。THANKYOU