Lumbricidae communities in soil monitoring sites differently managed and polluted with heavy metals

• Autorzy: Tischer S.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Species composition, density and biomass of earthworms were studied on 84 differently managed and polluted sites (field, grassland, deciduous forest, coniferous forest, alluvial sites and mine spoil). All these sites are constantly monitored since a decade. In 13 sites amounts of heavy metals increased from: Cd - 3 to 6 mg kg[^-1], Zn - 303 to 606 mg kg[^-1], Pb - 95 to 317 mg kg[^-1], Ni - 31 to 55 mg kg[^-1], Cr - 58 to 80 mg kg[^-1], and Cu - 59 to 114 mg kg[^-1] soil, that is up to 2000, 880, 1090, 295, 320, and 520% higher, respectively, than in unpolluted field sites. Results show that metal pollution is not a dominating factor determining the species diversity and densities of earthworms. Remarkable differences in the distribution of ecological groups were found between biotope types. The endogeic species (Aporrectodea caliginosa Savigny, Aporrectodea rosea Savigny, Allolobophora chlorotica Savigny, Octolasion cyaneum Savigny) dominate in field and grassland habitats. The anecic species (Lumbricus terrestris L., Aporrectodea longa Ude), however, appear mostly in grassland. Epigeic species (Lumbricus rubellus Hoffmeister, Lumbricus castaneus Savigny, Dendrobaena octaedra Savigny) are found exclusively (in addition to the other two life forms) in grassland and the forest habitats. Differences in earthworm biomass between monitoring sites are not related to ecological risk assessment. These differences may be largely dependant on soil properties e.g. pH and organic matter. A matrix with the ecological requirements of earthworm species was developed.

Słowa kluczowe

EN

heavy metal content; Lumbricidae; pH; soil; soil organic carbon

PL

dżdżownicowate; gleba; materia organiczna; pH; węgiel; zawartość metali ciężkich

• Wydawca: Museum and Institute of Zoology, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Polish Journal of Ecology
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 56, nr 4
• Strony: 635--646
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz.,Rys., tab.,

Twórcy

autor

Tischer S.

• Department of Soil Biology and Ecology, Institute of Agriculture and Nutritional Science, Martin-Luther-University Halle-Wittenberg, Weidenplan 14, 06108 Halle/Saale, Germany,

Bibliografia

• Altermann M., Schrödter M., Steininger M., Trefflich A. 1993 - Aufbau eines Bodenbeobachtungssystems in Sachsen-Anhalt - Studie, Naturwissenschaftliche Grundlagen - University Halle, Institute for Soil Science, 150 pp. (in German)
• Bauchhenss J. 1997 - Boden-Dauerbeobachtungsflächen. Berichtnach 10-jähriger Laufzeit 1985-1995 - Schriftenreihe der Bayerische Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau 6/97, Teil III: 219-234. (in German)
• Bauchhenss J. 2007 - Regenwürmer als Bioindikatoren, Bodenzoologische Untersuchungen auf Bodendauerbeobachtungsflächen - Umweltbundesamt- Texte 34/07: 21-32. (in German)
• Beck L., Römbke, J., Paulus R., Ruf A., Scheurig M., Spelda J, Woas S. 2001 - Bodenfauna und Umwelt - Bodenökologische Inventur und Beurteilung von ausgewählten Standorten in Baden - Württemberg. Bericht, 131 pp. (in German)
• Brockmann-Jerosch H., Rübel E. 1912 - Die Einteilung der Pflanzengesellschaften nach ökologisch-physiognomischen Gesichtspunkten. Leipzig. Cited In: Lennartz E, Ross-Nickoll M. 1999 - Biomonitoring – Boden und Sedimente (In: Ökotoxikologie: Ökosystemare Ansätze und Methoden, Ed. M. Oehlmann) - Ecomed-Verlag, Landsberg a. Lech, pp. 204-220. (in German)
• Bundes-Bodenschutzgesetz 1998 - Gesetz zum Schutz vor schädlichen Bodenveränderungen und zur Sanierung von Altlasten vom 17. März 1998 - BGBL I Nr. 16, pp. 502-510. (in German)
• Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung 1999 - Gesetz vom 12.Juli 1999 - BGBL I 36, pp. 1554-1582. (in German)
• Curry J.P. 1998 - Factors affecting earthworm abundance in soils (In: Earthworms Ecology, Ed. C.A. Edwards) - CRC Press LLC, Boca Raton, pp. 37-64.
• Decaëns T., Bureau F., Margerie P. 2003 - Earthworm communities in a wet agricultural landscape of the Seine Valley (Upper Normandy, France) - Pedobiologia, 47: 479-489.
• Dunger W., Fiedler H.J. 1997 - Methoden der Bodenbiologie - Gustav Fischer Verlag, Jena, 539 pp. (in German)
• Edwards C.A., Bohlen P.J. 1996 - Biology and Ecology of earthworms - Chapman and Hall, London, 389 pp.
• Ernst D. 1995 - The farmers' earthworm handbook - Lessiter Publications, Brookfield, 112 pp.
• Frahm A. 2000 - Das Edaphon in Oberböden einer norddeutschen Jungmoränenland-schaft unter dem Einfluss verschiedener Bewirtschaftungsmaßnahmen - Kieler Schriftenreihe, 55: 107 p. (in German)
• Graefe U. 1993 - Die Gliederung von Zersetzergesellschaften für die standortökologische Ansprache - Mitteilgn. Dtsch. Bodenkundl. Gesellsch. 69: 95-98. (in German)
• Graefe U. 1997 - Bodenorganismen als Indikatoren des biologischen Bodenzustandes - Mitteilgn. Dtsch. Bodenkundl. Gesellsch. 85: 687-690. (in German)
• Graefe U., Beylich A. 2003 - Critical values of soil acidification for annelid species and the decomposer community - Newsletter Enchytraeidae, 8: 51-55.
• Graff O. 1953 - Die Regenwürmer Deutschlands - Verlag Schaper, Hannover, pp. 31-81. (in German)
• Hobbelen P.H.F., van der Brink P.J., Hobbelen J.F., van Gestel C.A.M. 2006 - Effects of heavy metals on the structure and functioning of detritivore communities in a contaminated floodplain area - Soil Biol. Biochem. 38: 1596-1607.
• Hofmann B., Tischer S., Christen O. 2004 - Auswirkungen langjährig unter-schiedlicher Bodenbearbeitungsintensität auf Humushaushalt, mikrobielle Aktivität und Lumbricidenfauna - Vdlufa-Schriftenreihe, 59: 584-592. (in German)
• Ivask M., Kuu A., Truu M., Truu J. 2006 - The effect of soil type and soil moisture on earthworm communities - J. Agricultural Sci., 17:7-11.
• Koch M., Gullich P., Hanussek-Biermann M. 2006 - Fachstandpunkte der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologic - 10/2006: 23 p. (in German)
• Krück S., Joschko M., Schultz-Sternberg R., Kroschewski B., Tessmann J. 2006 - A classification for earthworm populations (Lumbricidae) in cultivated agricultural soils in Brandenburg, Germany - J. Plant Nutr. Soil Sci. 169: 651-660.
• Lee K.E. 1985-Earthworms: Their ecology and relationships with soils and land use - Acad. Press, Sydney, 411 pp.
• Makeschin F. 1990 - Die Regenwurmfauna forstlich und landwirtschaftlich genutzter Böden und deren Beeinflussung durch Düngung - Kali-Briefe (Büntehof) 20: 49-63. (in German)
• Nordström S., Rundgren S. 1974 - Environmental factors and lumbricid associations in southern Sweden - Pedobiologia, 14: 1-27.
• Paoletti M.G. 2001 - Invertebrate biodiversity as bioindicators of sustainable landscape - Elsevier, Amsterdam, 446 pp.
• Rahtkens K., von der Trenck K.T. 2007 - Schwermetalle in Regenwürmern Baden-Württembergs. Teil II: Ökotoxikologische Bewertung des Bodens - UWSF-Z. Umweltchem. Ökotox. 19: 27-36. (in German)
• Römbke J. 1997 - Boden als Lebensraum für die Bodenorganismen. Literaturstudie - Handbuch Boden-Texte und Berichte zum Bodenschutz 4/97: 1-437. (in German)
• Römbke J., Dreher P., Beck L., Hammel W., Hund K., Knoche H., Kördel W., Kratz W., Moser T., Pieper S., Ruf A., Spelda J., Woas S. 2000 - Bodenbiologische Bodengüte-Klassen - Umweltbundesamt Texte 6/00: 1-275. (in German)
• Römbke J., Jänsch S., Didden W. 2005 -The use of earthworms in ecological soil classification and assessment concepts - Ecotox. Environ. Safety, 62: 249-265.
• Rożen A. 2006 - Effect of cadmium on life-history parameters in Dendrobaena octaedra (Lumbricidae: Oligochaeta) populations originating from forests differently polluted with heavy metals - Soil Biol. Biochem. 38: 489-503.
• Satchell J.E. 1983 - Earthworm ecology in forest soils (In: Earthworm Ecology, Ed. Satchell J.E.) - Chapman and Hall, London, 161-170.
• Shannon C.E. 1948 - The mathematical theory of communication. Bell System Technical Journal 27: 379-423, 623-656 (In: The mathematical theory of communication, Eds. C.E. Shannon and W. Weaver 1949) - Univ. Illinois Press, Urbana, (transl. German) 1976, 245 pp.
• Sims R.W., Gerard B.M. 1985 - Earthworms: Keys and notes for the identification and study of species. - Linnean Society of London, Synopses of the British Fauna (New series) 31: 47-121.
• Sommer M., Ehrmann O., Friedel O., Martin J.K., Vollmer T., Turian G. 2002 - Böden als Lebensraum für Organismen - Regenwürmer, Gehäuselandschnecken und Bodenmikroorganismen in Wäldern Baden-Württembergs - Hohenheimer Bodenkundliche Hefte 63: 163 p. (in German)
• String P., Weller M. 1997 – Bodendauer-beobachtung im Land Sachsen-Anhalt - Landesamtes für Umweltschutz Sachsen-Anhalt 23: 13-32. (in German)
• Tischer S. 2005 - Assessment of lumbricid species diversity on soil monitoring sites in Saxony-Anhalt - Abhandlungen, Berichte Naturkundemuseum Görlitz, 76: 157-172.
• Vandecasteele B., Samyn J., Quataert P., Muys B., Tack F.M.G. 2004 - Earthworm biomass as additional information for risk assessment of heavy metal biomagnification: a case study for dredged sediment-derived soils and polluted floodplain soils - Environ. Pollution, 129: 363-375.
• Whalen J.K., Costa C. 2003 - Linking spatio-temporal dynamics of earthworm populations to nutrient cycling in temperate agricultural and forest ecosystems - Pedobiologia, 47: 801-806.