研究背景

土壤生物多样性是维持生态系统结构、功能与稳定性的基础，是保障土壤健康，促进农业绿色发展和增强生态文明的基石 (Brussaard et al., 2007; Bardgett et al., 2014; Bender et al., 2016)。其中，蚯蚓是大型土壤动物的代表性类群，被誉为“生态系统工程师”及农田“耕耘者”，在促进有机物分解和碳氮养分循环、改善土壤结构、调控植物生长、调节气候变化等多方面起到重要作用 (张卫信等, 2007; Blouin et al., 2013; Liu et al., 2019)。蚯蚓种类丰富，世界上已发现的蚯蚓超过6000种 (Csuzdi, 2012)。蚯蚓分布极广，除了极地和沙漠等极端气候区域，在世界大部分地区均有分布 (Phillips et al., 2019)。尽管如此，有关蚯蚓的物种组成、地理分布格局及其生态功能机制却缺乏足够的认识，其中一个重要的原因在于蚯蚓多样性调查或群落分析仍缺乏成熟的研究方法，且不同研究者所采取的研究方法仍存在较大差异 (Bartlett et al., 2010)。根据2022年《国务院关于开展第三次全国土壤普查的通知》及农业农村部《第三次全国土壤普查工作方案》，第三次全国土壤普查明确将蚯蚓作为调查对象进行土壤生物指标测试。初步的调查目标包括群落的物种组成、数量特征和分布等量化指标，这些指标看似简单，实则突破了以往生物学学科单纯以蚯蚓标本获取和物种鉴定为目标的约束，当前则更多地考虑了蚯蚓的功能组成和指示土壤质量和健康的地位。因此，这对蚯蚓的采样调查和分析技术提出了较高的要求。考虑到当前蚯蚓采集、标本制作与保存及鉴定都缺乏专业技术人才，亟需规范蚯蚓群落野外调查与室内分析技术，促进科研工作者和技术员及时了解蚯蚓群落调查技术流程。
      准确的野外调查取样、室内标本制作与保存、蚯蚓物种鉴定流程、数据统计与分析技术是提高蚯蚓群落数据可靠性的关键。在调查之前，选择合适的采样点是保证工作顺利进行的前提条件，需要遵循随机和等量的总体原则，并在空间距离和时间尺度上保持相对一致。蚯蚓野外调查方法主要包括挖掘法 (手拣法)、电击法和驱虫剂法等 (陈义，1956；Singh et al., 2016)，但不同调查方法的研究效果不同，在选择时应当提前了解不同方法的优缺点和适用条件，并结合样地的实际环境以及调查目标等因素综合考虑。蚯蚓的物种组成和时空分布受到外界环境和自身生活史等因素的影响，因此要考虑天气状况、土壤性质、蚯蚓生长等因素，选择合适的采样时间和空间位置，以便充分反映典型生境下的蚯蚓群落。蚯蚓采集完成后，完好的蚯蚓标本是后续物种鉴定正常进行的前提条件，制作精良的标本可以长期完整保存，为未来的相关研究提供历史资料。目前蚯蚓物种鉴定主要依赖传统形态学分类方法，但近些年不断发展的分子生物学方法逐渐成为物种鉴定的有力工具 (Avise et al., 1984; Dawnay et al., 2007)，有效补充了传统形态学分类鉴定的不足。在获取蚯蚓群落组成等相关信息后，需借助多种现代数据分析手段尤其是利用多元数据统计技术对蚯蚓群落进行系统分析，主要包括群落组成的相似性和差异性、群落物种或性状的多样性信息和生物指示者的筛选，以便更全面地表征蚯蚓群落组成、结构、多样性和其他性状的变化，并通过筛选敏感种指示其所在的环境或生态系统的变化。
      综上，针对蚯蚓群落野外调查、标本制作和群落分析流程的迫切需求，本文基于前人的研究和研究团队多年的蚯蚓调查实践经验，总结完善了蚯蚓研究方法的基本流程。本文从蚯蚓野外调查样点的选择、采集方法、室内标本制作与保存、物种鉴定和数据分析等方面对蚯蚓主要研究过程进行详细阐述，满足当前农田蚯蚓的普查技术需求，并结合研究者对全球变化扰动下蚯蚓群落的动态变化的研究目标，兼顾了不同生态系统类型或不同土地利用方式下蚯蚓群落调查的需求，以期为今后蚯蚓调查流程的不断完善奠定基础，也为蚯蚓生态学研究工作的深入开展提供技术参考。

实验步骤