第七章 土壤生态系统

1、公司公司徽标徽标第第7章章 土壤土壤 生态系统生态系统第6章 土壤 生态系统第一节第一节 土壤土壤第二节第二节 生态系统生态系统第一节 土壤 （一）土壤和土壤肥力（二）土壤的组成、结构（三）土壤的分类与分布（一）土壤和土壤肥力 土壤：地球陆地表面能够生长植物的疏松表层 土壤肥力：指土壤为植物生长不断地供应和协调养分、水分、空气和热量的能力 （二）土壤的组成、结构 -图 1、矿物质组成 2、土壤粒组 3、土壤质地 4、土壤结构 5、土壤有机质土壤中的矿物质（无机物）源于岩石的风化作用土壤中的矿物质（无机物）源于岩石的风化作用 。从起源来说，土壤中的矿物质包括了岩石碎屑、原从起源来说，土壤中的矿物

2、质包括了岩石碎屑、原生矿物和次生矿物三个部分。生矿物和次生矿物三个部分。岩屑是大块岩石破坏后的残屑，但仍然是一种矿物岩屑是大块岩石破坏后的残屑，但仍然是一种矿物质的集合体；质的集合体；原生矿物是岩屑进一步分解破坏、矿物集合体分散原生矿物是岩屑进一步分解破坏、矿物集合体分散后的产物；后的产物；次生矿物是原生矿物化学风化或蚀变后的新型矿物次生矿物是原生矿物化学风化或蚀变后的新型矿物(1)砂质土类砂质土类 :砂质土类是指以砂粒为主的土壤，砂质土类是指以砂粒为主的土壤，通常砂粒含量在通常砂粒含量在70以上以上 。分出两种具体的质。分出两种具体的质地类型：砂土和壤砂土。地类型：砂土和壤砂土。 (2)粘质

3、土类粘质土类:粘粒占优势的土壤属于粘质土类，粘粒占优势的土壤属于粘质土类，粘粒的含量粘粒的含量般不低于般不低于40。可分出粘土、砂。可分出粘土、砂质粘土和粉砂粘土三个具体类型。质粘土和粉砂粘土三个具体类型。(3)壤质土类壤质土类:壤质土可以看作是砂粒、粉砂粒和壤质土可以看作是砂粒、粉砂粒和粘粒三者在比例上均不占绝对优势的粘粒三者在比例上均不占绝对优势的类混合土类混合土壤。壤。 土壤团聚体或结构体按形态一般分为球土壤团聚体或结构体按形态一般分为球状、板状状、板状(片状片状)、块状和柱状四种基本形、块状和柱状四种基本形态。态。土壤共计有土壤共计有7种结构形态：疏粒状、团种结构形态：疏粒状、团粒状、

4、片状、棱块状、团块状、棱柱状、粒状、片状、棱块状、团块状、棱柱状、圆柱状圆柱状土壤中的有机质包括两大类：土壤中的有机质包括两大类：原始残体及半分解的有机质；原始残体及半分解的有机质；新形成的腐殖质新形成的腐殖质 有机残体在土壤中的转化有两种不同的途径。有机残体在土壤中的转化有两种不同的途径。一种叫矿质化过程，也就是分解过程。即有机残体在细一种叫矿质化过程，也就是分解过程。即有机残体在细菌和真菌的作用下彻底氧化分解为尤机矿质养分与菌和真菌的作用下彻底氧化分解为尤机矿质养分与CO2和和H2O的过程。的过程。一种称为腐殖化过程，其产物是腐殖质。一种称为腐殖化过程，其产物是腐殖质。腐殖质：有机残体在微

5、生物不完全分解时的中间产物，腐殖质：有机残体在微生物不完全分解时的中间产物，能重新合成一类性质较稳定的有机高分子化合物，称为能重新合成一类性质较稳定的有机高分子化合物，称为腐殖质。腐殖质。 -表 1、土壤的分类、土壤的分类前苏联采用的是8级土壤分类系统：土类、亚类、土属、土种、亚种、变种、土系、土相。美国采用的是土纲、亚纲、土类、亚类、土族、土系6级分类系统。中国采用的是土纲、亚纲、土类、亚类、土属、土种、变种7级分类系统。共分出12个土纲、27个亚纲、60个土类、234个亚类。土纲有铁铝土、淋溶土、中淋溶土、钙层上、干旱土、漠土、初育土、半水成土、水成土、盐碱土、人为土和高山土表表4-3 中

6、国土壤系统分类土纲和亚纲（中国土壤系统分类土纲和亚纲（1995） 2、土壤的分布、土壤的分布由于成土因素如气候、生物具有地带性分布规律，导致土壤的分布具有地带性分布规律图4-15 中国土壤水平地带分布模式 图 南迦巴瓦峰土壤垂直带普（三）土壤的分类与分布3.理想土壤的成分体积比例理想土壤的成分体积比例颗粒名称颗粒名称直径直径(mm)(mm)砾石砾石2.002.00粗砂粗砂2.000.22.000.2细砂细砂0.20.020.20.02粉砂粉砂0.020.0020.020.002粘粒粘粒0.0020.002表表4.1 土壤颗粒分组土壤颗粒分组 返回 返回返回高山寒冻风化壳状地衣高山寒漠土带 海拔

7、(m) 南坡 北坡同南坡 高山冰雪带 高山寒带草甸高山草甸土带 亚高山寒带灌丛亚高山灌丛草甸土带 山地寒温带暗针叶林山地漂灰土带 山地暖温带针阔混交林山地暗棕壤带 山地准亚热带半常绿阔叶林山地黄棕壤带 山地亚热带常绿阔叶林山地黄壤带 山地暖温带针阔混交林山地棕壤带 1000河谷准热带季雨林黄色赤红壤带 南迦巴瓦峰土壤垂直带谱（彭补拙） 返回返回第二节 生态系统 （一） 生态系统的概念（二）生态系统的组分和结构（三） 生态系统的功能 （四） 生态系统的反馈调节与生态平衡（五） 几种主要的陆地生态系统 （一） 生态系统的概念 生态系统就是指在一定空间内生物成分(生物群落)和非生物成分(物理环境)通

8、过物质循环和能量流动相牛作刚、互相依存而形成的一个生态学功能单位（二）生态系统的组分和结构1、生态系统的组分2、生态系统的结构1、生态系统的组分 （1）非生物成分 （2）生产者 （3）消费者 （4）分解者-图 包括太阳辐射能、包括太阳辐射能、H2O、CO2、O2、各种无机盐类和蛋白质、脂肪、糖类、各种无机盐类和蛋白质、脂肪、糖类、腐殖质等有机物质。它们是生物赖以腐殖质等有机物质。它们是生物赖以生存的物质和能量的源泉。生存的物质和能量的源泉。生产者生产者(Producers)包括所有的绿色包括所有的绿色植物、蓝藻和为数不多的光合细菌与植物、蓝藻和为数不多的光合细菌与化学能合成细菌。化学能合成细菌

9、。 消费者消费者(Consumers)包括各类动物，属于包括各类动物，属于异养生物。它们不能利用太阳能制造食物，异养生物。它们不能利用太阳能制造食物，只能直接或间接依靠生产者植物为食物资只能直接或间接依靠生产者植物为食物资源获取所需要的能量，维持其生存。消费源获取所需要的能量，维持其生存。消费者根据其食性不同又分为植食动物者根据其食性不同又分为植食动物(Herbivores)和肉食动物和肉食动物(Carnivores)。分解者分解者(Decomposers)主要指细菌、真菌和一主要指细菌、真菌和一些原生动物。它们把动植物的排泄物和死亡的有些原生动物。它们把动植物的排泄物和死亡的有机残体等复杂的

10、有机物逐渐分解为简单的无机物机残体等复杂的有机物逐渐分解为简单的无机物释放到环境中，被生产者重新吸收利用，所以分释放到环境中，被生产者重新吸收利用，所以分解者又称为还原者解者又称为还原者(Reducers)，它们在有机物，它们在有机物的降解过程中获得能量和营养物质。的降解过程中获得能量和营养物质。 2、生态系统的结构 （1）食物链 （2）食物网 （3）营养级在生态系统中以生产者植物为起点，一些生物在生态系统中以生产者植物为起点，一些生物有机体以吃和被吃的关系，即通过食物的关系有机体以吃和被吃的关系，即通过食物的关系彼此联结而形成的彼此联结而形成的个能量与物质流通的系列个能量与物质流通的系列即为

11、食物链即为食物链(Food chain) 它有两个主要类型：即捕食食物链它有两个主要类型：即捕食食物链(Predator food chain)和碎屑食物链和碎屑食物链(Dctrital food chain)。 各个食物链彼此交织、错综联结形各个食物链彼此交织、错综联结形成复杂的能量与物质流通的网络，成复杂的能量与物质流通的网络，此即食物网此即食物网(Foodweb) 在生态系统的食物网中，凡是以相同的方式获在生态系统的食物网中，凡是以相同的方式获取相同性质食物的植物类群和动物类群可分别取相同性质食物的植物类群和动物类群可分别称作为一个营养级。换句话说，在食物网中从称作为一个营养级。换句话说

12、，在食物网中从生产者植物起到顶部肉食动物止，在各食物链生产者植物起到顶部肉食动物止，在各食物链上凡属同一级环节上的所有生物种就是一个营上凡属同一级环节上的所有生物种就是一个营养级。养级。 -图（三）（三） 生态系统的功能生态系统的功能 生态系统的基本功能，就是单向的能量流动、生态系统的基本功能，就是单向的能量流动、循环式的物质流动和信息的传递循环式的物质流动和信息的传递 生态系统的能量流生态系统的能量流：通过生态系统的能量单向：通过生态系统的能量单向流动。林德曼流动。林德曼(Lindeman)的百分之十率：后一的百分之十率：后一营养级上的生产量远小于前一级营养级上的生产量远小于前一级,其能量转

13、化效其能量转化效率大约为率大约为10%。 生态系统的物质循环：生态系统的物质循环：生态系统中各种有机物生态系统中各种有机物质，经过分解者分解成可被生产者利用的形式质，经过分解者分解成可被生产者利用的形式归还环境中重复利用，周而复始地循环。归还环境中重复利用，周而复始地循环。 生态系统中的信息传递：生态系统中的信息传递：（三） 生态系统的功能1、化学通讯信息流、化学通讯信息流2、机械通讯信息流、机械通讯信息流3、辐射通讯信息流、辐射通讯信息流-图（四） 生态系统的反馈调节与生态平衡 当生态系统处于相对稳定状态时，生物之当生态系统处于相对稳定状态时，生物之间和生物环境之间出现高度的相互适应与间和生

14、物环境之间出现高度的相互适应与协调，种群结构与数量比例持久地没有明协调，种群结构与数量比例持久地没有明显变化，能量和物质的输入与输出大致相显变化，能量和物质的输入与输出大致相等，以及结构与功能之间相互适应并获得等，以及结构与功能之间相互适应并获得最佳协调关系，这种状态就是生态平衡最佳协调关系，这种状态就是生态平衡(Ecological balance). 反馈调节反馈调节 -图-图生态系统中的反馈（正反馈（左）和负反馈（右）（正反馈（左）和负反馈（右）狼狼狼狼兔兔兔兔植物植物植物植物狼狼饿饿死死狼狼吃吃饱饱吃了吃了较多较多兔子兔子吃了吃了较少较少兔子兔子兔兔吃吃饱饱兔兔饿饿死死吃了吃了较少较少

15、的草的草吃了吃了大量大量的草的草污染污染 鱼死亡鱼死亡污染污染 鱼死亡鱼死亡 鱼死亡鱼死亡 污染污染 （五） 几种主要的陆地生态系统 1、热带雨林生态系统 2、亚热带常绿阔叶林 3、温带落叶阔叶林 4、北方针叶林 5、温带草原 6、荒漠 7、冻原热带雨林v分布在赤道两侧纬度范围内，以南美亚马孙河流域、东南亚热带地区和非洲刚果河流域面积最大、发育的最好。终年高温多雨，土壤多砖红壤。v植物种类极为丰富，是其他生态系统无与伦比的。v其结构因植物种类繁多，生活型各异而非常复杂。v丰富的食物和适宜的环境条件养育着种类繁多的动物。尤其爬行类、两栖类和昆虫的数量和种类最多。此外营树栖生活的灵长目动物也比较多

16、，而大型食草动物比较贫乏。我国的热带雨林主要分布于台湾南部、海南岛和西双版纳等地。种类组成和结构比较简单，已属雨林的北部边缘类型。亚热带常绿阔叶林q主要分布于南北纬度之间的亚热带地区。气候温暖，降水较多，生长季长，生物种类丰富，构成森林的树种多具有宽阔常绿的叶子。由于各地气候条件与动植物区系的差异，又可以分为两类：v硬叶常绿阔叶林分布于具有地中海型气候的区域里，入地中海周围地区、加利福尼亚、澳大利亚西南部等地。冬季温暖多雨，夏季干热。发育着旱生特征很明显的硬叶常绿阔叶林，乔木以栎类为主。林下灌木和草本植物相当繁茂。v典型亚热带常绿阔叶林分布于我国长江流域、朝鲜和日本的南部、美国东南部以及新西兰

17、等地。气候多受季风影响，四季较明，夏季高温潮湿多雨，冬季少雨不甚严寒。该类常绿阔叶林的植物种类和群落结构也相当复杂。但远不如热带雨林，其生产力仅次于热带雨林。温带落叶阔叶林几百万年以前，这类森林几乎扩展到整个北半球温带，更新世的冰川和干旱把它们分割成：西欧、东亚和北美。在我国主要分布于华北地区。气候四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。构成主要树种是栎、山毛榉、槭、椴、桦等。具有比较宽薄的叶片，秋冬落叶，春夏长叶，群落的垂直结构一般都具有四个非常清楚的层次：乔木层、灌木层、草本层和苔藓地衣层。藤本和附生植物极少。各层植物冬枯夏荣，季相变化十分鲜明。消费者动物有鼠、松鼠、鹿、鸟类、以及狐、狼和熊

18、等。温带落叶阔叶林地区也有针叶林分布，在我国多为油松林和侧柏林。北方针叶林分布于北纬之间的寒温带地区，即从挪威向东伸延，经瑞典、芬兰、俄罗斯和西伯利亚、越过白令海峡到达阿拉斯加和加拿大。横贯欧亚大陆和北美的北部，形成一条完整的针叶林地带。冬季严寒而漫长，夏季温凉而短促。降水量比较丰富，以降雪为主要形式。植物区系比较贫乏，乔木以云杉、冷杉、松、落叶松等植物为主。动物以麋、黑熊、鹿、貂和齿齿类为多，此外尚有虎、驯鹿等。生产力较低，但林木寿命长，植物物质的现存量高，蕴藏着丰富的木材资源和林副产品。温带草原v由低温、旱生、多年生草木植物组成的生态系统。主要分布在欧亚大陆温带，自多瑙河下游向东经罗马尼亚、苏联和蒙古，直达我国东北和内蒙古等地，构成世界上最宽广的草原带。v大陆性气候，降水量少，多集中于夏季，且年际变化大。v植被主要由丛生禾木针茅、羊茅、须芒草等组成，混有多种双子叶杂类草。普遍具有叶面积狭小、具绒毛、叶片内卷、气孔下陷、根系发达等旱生特征。群落结构简单，一般仅有一或二个层。季相更替则十分频繁而鲜明，有时出现十分华丽的外貌。v开旷的草原适宜善于竞走的大