環境監測的“好幫手”

　　環境污染日益嚴重的今天，河流、海洋、大氣都難逃被污染的厄運。人們賴以生存的土地也未躲過此劫，其污染程度也在日益加深，土壤環境的監測問題也日漸得到更多關注。以土壤為生活媒介的土壤原生動物，因具有個體小、繁殖快、實驗周期短、效果顯著等特點，亦成為土壤環境監測實驗的“寵兒”。
　　與棲息在水環境中的原生動物相比，土壤原生動物的個頭通常較小，不到100微米。這種體型在攝取土壤水分的時候大有優勢。絕大多數土壤原生動物具有世界性，熱帶、亞熱帶、溫帶，甚至南極、北極都能尋覓到它們的蹤跡。常見的土壤原生動物有：星棘變形蟲、有殼肉足蟲、鞭毛蟲以及纖毛蟲等。
　　
　　土壤環境“指示生物”
　　
　　土壤原生動物生性脆弱，易受環境影響。為了適應環境，它們會采取相應的“對策”。而無形中，這種“對策”又對環境具有一定的指示作用，這也使其成為一種土壤環境指示生物。
　　土壤原生動物對水很敏感。在水分急劇減少的環境下，由于自身的細胞膜缺乏對機體的保護作用，土壤原生動物會因滲透壓失衡而破裂；而在水分緩慢減少的環境，由于有充足的反應時間，它們則采取“暫時休眠，蓄勢待發”的策略——形成包囊，來應對干燥的環境。有研究表明，土壤中的含水量與土壤原生動物的數量呈正相關。因而，土壤原生動物的密度成為土壤水分變化的指示劑。
　　氧氣，是維持生命的一個不可或缺的條件。絕大多數的土壤原生動物喜歡氧氣，可謂好氧性生物。較之完全無氧的土壤環境，氧氣充足的土壤中含有活動力旺盛、種類繁多的原生動物。然而，由于土壤環境是一個復雜的生命系統，許多有機物的分解需要消耗大量的氧氣，由此導致含氧量急劇下降，二氧化碳量急劇上升。而氧氣微溶于水的特性，無疑猶如雪上加霜，令氧的利用難上加難。此時，厭氧型生物應運而生，它們具有一套在無氧環境下存活的“生存方略”，如異毛蟲，它是典型的在無氧土壤中棲息的原生動物。因此，厭氧型原生動物的多寡，也成為辨別土壤中含氧量的一種指標。
　　作為土壤中有機物分解的副產物——二氧化碳，其水溶物對土壤的酸堿度（pH）產生很大影響。而土壤中酸堿度的變化又對土壤原生動物的種類與豐度產生重大影響。通常，土壤原生動物的生存區間在pH3.5~9.5之間。而不同種的原生動物又有各自相適的“生活區間”。當土壤的pH達到7時，嗜菌性巨大肉足蟲生長旺盛，達到頂峰；當pH逐漸下降，跌破4.0或pH飆升至8.5以上時，其生命活動嚴重受挫，元氣大傷。由此可見，土壤原生動物從某種意義上可以被用作土壤的“酸堿指示劑”。
　　
　　環境監測 “好幫手”
　　
　　單細胞的原生動物只有薄薄的一層細胞膜將其包被，缺乏“外衣”——細胞壁的保護，身體直接與環境相接觸，因此對外界環境的特殊變化具有極強的感受力，能夠對其迅速做出反應，經常被用于土壤環境污染狀況的監測。
　　自從農藥被引入農田中，土壤環境每況愈下。農藥的大量使用，直接導致農田中敏感生物種類的急劇減少。不僅如此，它還破壞了土壤生態系統原有的和諧，由此而引發農作物生長受到干擾，農產品質量下降，甚至毒素富集危及人類等一系列問題。此時，對農藥敏感的土壤原生動物在評價農藥污染方面有了用武之地。比如，即使土壤中含有濃度極低的殺蟲劑——高丙體六六六，也會給纖毛蟲帶來“滅頂之災”，不僅使其形狀發生改變，生命活動所必須的脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和蛋白質的合成過程也受到了抑制，而且在停用此殺蟲劑后，仍難以在短期內完全恢復它的數量以及種群結構。因此，纖毛蟲數量的多寡很大程度上成為土壤是否受到高丙體六六六農藥污染的指示劑。又如，殺蟲劑林丹與雙對氯苯基三氯乙烷（DDT）對土壤原生動物均產生抑制效應，其中DDT的毒性明顯更勝一籌，其毒性長達3個月之久。而殺蟲劑林丹的有效期只有2個月，之后對原生動物的抑制效果自動消失。
　　針對林丹與DDT對土壤原生動物的影響，科學家們利用對照實驗進行了研究。此實驗將鞭毛蟲、肉足蟲以及纖毛蟲作為重點觀察對象。在不含林丹與DDT殺蟲劑的土壤中，鞭毛蟲與肉足蟲的數量以絕對的優勢高居榜首，問鼎優勢物種之位。而在添加有林丹與DDT殺蟲劑的土壤中，這三種土壤原生動物的數量均急劇下降，然而下降程度有所差異。其中，鞭毛蟲的數量減少的最多。然而，隨著農藥濃度的增加，纖毛蟲受毒害程度逐漸加深，幾近絕跡。因此，纖毛蟲對林丹、DDT最為敏感；隨著林丹、DDT在空氣中暴露時間的逐漸增加，其濃度越來越低，此三種土壤原生動物的數量出現了回暖，卻遠遠低于未添加此兩種農藥時的數量。因此，林丹與DDT對鞭毛蟲、肉足蟲以及纖毛蟲具有很強的抑制作用；當使用同濃度的林丹與DDT分別對土壤進行處理時，被林丹處理過的土壤中所含有的土壤原生動物的數量要遠遠少于加有DDT的土壤。然而，隨著林丹與DDT的揮發，其對土壤原生動物的影響也有了顛覆性的逆轉。這充分說明，林丹的毒性是瞬間迸發的，其影響快速而直接；而DDT的毒性是逐步釋放的，其影響緩慢而深遠。
　　土壤原生動物還可用于監測土壤中重金屬的污染。將含有重金屬鉛鋅的土壤與未受污染的土壤對比后發現，在遭受重金屬污染的土壤中，原生動物的種類由未污染狀態下的65種驟降至4種，大量種類由于無法忍受土壤中的污染環境，從此銷聲匿跡。而幸存者，如腐生波豆蟲和梅氏扁豆蟲，則可作為鉛鋅類污染土壤的指示物種。
　　土壤原生動物以其纖弱的身軀，在廣袤的土壤中頑強的生活著。作為土壤生態系統中不可缺少的一份子，它不僅在植物的健康成長中發揮著重要的作用，也作為“指示生物”在環境監測中扮演著重要角色。
　　【責任編輯】張小萌