生态学

李鹂

目录

  • 1 第一章 绪论
    • 1.1 生态学的研究内容
    • 1.2 生态学的研究方法
    • 1.3 生态学发展趋势
  • 2 第二章  生物与环境
    • 2.1 环境与生态因子
    • 2.2 光因子的生态作用及生物的适应
    • 2.3 温度因子的生态作用及生物的适应
    • 2.4 水因子的生态作用及生物的适应
    • 2.5 土壤因子的生态作用及生物的适应
  • 3 第三章 种群生态学
    • 3.1 种群的基本特征
    • 3.2 种群空间分布格局
    • 3.3 种群动态
    • 3.4 种群增长模型
    • 3.5 种群调节
    • 3.6 种的变异与进化
    • 3.7 生活史
    • 3.8 r选择与K选择
  • 4 第四章 种内与种间关系
    • 4.1 种内关系
    • 4.2 种间关系
  • 5 生物群落的组成与结构
    • 5.1 生物群落的组成
    • 5.2 群落的调查方法
    • 5.3 生物群落的结构
    • 5.4 群落的演替
    • 5.5 群落的分类
  • 6 生态系统的组成与结构
    • 6.1 生态系统的组成
    • 6.2 营养级与金字塔
    • 6.3 生态系统的反馈调节机制和生态平衡
  • 7 能量流动
    • 7.1 初级生产
    • 7.2 次级生产
    • 7.3 分解
    • 7.4 热力学定律
  • 8 物质循环
    • 8.1 物质循环概念
    • 8.2 水循环
    • 8.3 气体型循环
    • 8.4 沉积型循环
    • 8.5 有毒有害物质循环
  • 9 生态系统类型
    • 9.1 分布规律
    • 9.2 陆地生态系统
    • 9.3 水域生态系统
  • 10 应用生态学
    • 10.1 全球变化
    • 10.2 人口与资源
    • 10.3 农业生态学
    • 10.4 可持续发展
  • 11 现代生态学
    • 11.1 景观 生态学
土壤因子的生态作用及生物的适应

 


1.定义

土壤发育于地球陆地表面,能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。它提供给生物生活所必需的矿质元素、水分和氧气。

2.土壤分层

A层(腐殖质-淋溶层):厚度在10厘米左右,含有丰富的有机物和腐殖质;

B层(淀积层):由上层土淋滤出来的有机物、盐类、以及粘土颗粒组成;

C层(母质层):风化的成土母岩组成。

D层(原始层):为未风化的基岩。

3.土壤组成成分

土壤是由固体、液体(土壤水分)和气体(土壤空气)组成的三相复合系统。其中空隙约占50%,土壤空气和水分各占15%~35%。

土壤的性质可以大致分为物理性质、化学性质及生物性质三个方面,三类性质相互联系、相互影响,共同制约着土壤的水、养、气、热等肥力因子状况,并综合地对植物产生影响。下面我们就从这3个方面来讲述。

 


1.定义

土壤的物理性质主要指质地、结构、孔隙度、容重等。

土壤基本粒级主要包括:石砾、砂粒、粉粒、粘粒四个部分。

当量粒径(有效直径):指与同质的标准球形颗粒沉降速度相同的土粒直径或半径(建立在颗粒分析方法上)。

2.土壤质地

土壤质地又称机械组成,指土壤中各粒级矿质颗粒(砾、砂、粉、粘)的相对重量百分比。

根据土壤质地,可以把土壤分为三类九级,砂土、壤土、粘土是土壤质地的三个基本类别。

(1)砂土 

砂土土壤质地较粗,含砂粒较多,粘粒少,土壤疏松,粘结性小,大孔隙较多,通气透水性较强,但蓄水性能差,易干旱。此外,有机质分解快,养料易流失,保肥性能差。

(2)壤土:

壤土土壤质地较均匀,砂粒、粘粒和粉砂大致等量,物理性质良好,通气透水,有较好的保水保肥能力,大部分植物种在此类土壤中生长良好。

(3)粘土:

粘土土壤质地较细,以粘粒和粉砂居多,结构致密,干时硬。

由于含粘粒多,颗粒表面积大,保水保肥能力强,但因土粒细小,孔隙小,通气透水性能差。

3.土壤结构

土壤是由许多大小、形状各异的土团、土块或土片等构成的,它们被称为土壤团聚体或土壤结构体;可分为团粒状、块状、核状、柱状、片状等结构。


团粒结构土壤最适宜植物生长,这是因为团粒结构是由土壤中的腐殖质把矿质颗粒互相粘结成直径为0.25~10mm的小团块而形成的,具团粒结构的土壤能粒好协调土壤中水分、肥、气、热之间的矛盾,保水保肥能力强。一般土壤中团粒结构越多,肥力越高。

三、土壤化学性质

1、pH值

pH值指土壤溶液中H离子浓度,土壤pH值多在4~9之间。 

中国土壤,大多数在pH4.5~8.5之间,在地理分布上有“东南酸西北碱”的规律性。大致可以长江为界,长江以南的土壤为酸性或强酸性,长江以北的土壤多为中性或碱性。我国土壤的酸碱性南北差异很大,如吉林、内蒙古、华北的碱土pH值有的高达10.5,而广东省鼎湖山、海南五指山的黄壤,pH值有的低至3.6~3.8。


(1)土壤酸性形成机理:

在多雨的自然条件下,降水量大大超过蒸发量,土壤及其母质的淋溶作用非常强烈,土壤溶液中的盐基离子易随滤水向下移动,使土壤中金属离子减少,这时,溶液中的H+取代金属离子被土壤所吸附,使盐基饱和度下降, H+饱和度增加,引起土壤的酸化;

(2)土壤碱性形成机理: 

干旱半干旱气候带,大气降水量远远低于蒸发量,岩石、矿物的风化释放出来的碱金属和碱土金属的简单盐类,不能彻底地淋出土体,而大量的积聚于土壤和地下水中,这些简单的盐类大部分是碳酸盐和重碳酸盐,这些盐类水解可以产生碱。碱性物质主要是钙、钠、镁的碳酸盐和重碳酸盐,以及胶体表面所吸附的交换性钠。

(3)土壤酸碱性对养分元素有效性的影响

在酸性条件下,由于矿物质的强烈风化和淋溶,土壤中的K、Ca、Mg、P等营养元素易出现缺乏,另一方面,强酸性又会导致Fe、Al、Mn的过于活化和毒害作用,强碱性会导致Na+对植物产生毒害作用。

(4)土壤酸碱性对微生物活性的影响

各类微生物最适条件:细菌—中性;放线菌—偏微碱性; 真菌—酸性(3~6);土壤pH高于8.5和低于5.5,都不适宜微生物活动,绝大多数微生最适pH条件为中性。

2、土壤矿质营养元素

植物生长发育所需的大量元素如钙、钾、镁、氮、磷、硫和铁,微量元素如硼、铜、锰、钼、锌等。氮、磷、钾是土壤缺乏的元素,通过施肥来补充。

土壤养分保持在不溶性的无机化合物、有机碎屑物和腐殖质中,它们通过缓慢的风化和腐殖质化才能成为有效养分,为植物所吸收利用。不同土壤的养分含量有很大差异。

三、土壤生物学性质

生活在土壤中的生物包括动物、植物和微生物。

1、土壤微生物

微生物的特点:小、大、多、快、强、异

微生物的作用:

转化土壤中各种物质的状态

改变土壤的理化性质;

构成土壤肥力;

土壤微生物的种类和数量是土壤环境条件的综合反映。

2、土壤动物:占优势的类群是蚯蚓、线虫、昆虫、蚂蚁  、蜗牛螨类、啮齿类动物(鼠类)和其它昆虫等。

3、植物根系的作用:

增加下层土壤的有机质和阳离子交换量,并促进土壤结构的形成。细根的周转量非常高。

根系腐烂后留下许多孔道,改善土壤的通气性,并有利于重力水下排。

根系分泌物以及根系周围的微生物能促进矿物和岩石的风化。

自然界中,植物的生长繁育必须以土壤为基础,土壤在植物生长繁育中有下列不可取代的特殊作用:①营养库的作用;②养分转化和循环作用;③雨水涵养作用;④生物的支撑作用;⑤稳定和缓冲环境变化的作用。