备课素材：土壤酶与次生演替 高二上学期生物人教版选择性必修2

土壤酶与次生演替先看一道试题：荒漠土壤中的生物土壤结皮是促进演替进程中重要的生物基础，土壤结皮依次经过了土壤酶、土壤微生物、藻结皮、地衣结皮以及苔藓结皮阶段。下列叙述错误的是（

）A.荒漠土壤中的生物土壤结皮的过程属于次生演替B.在苔藓结皮阶段，原有的藻类和地衣植物将会消亡C.若气候适宜，这将大大缩短生物土壤结皮所需的时间D.地衣结皮阶段能为苔藓的生长创造适宜的土壤环境解析：荒漠土壤中的生物土壤结皮的过程属于次生演替，A正确；群落演替的过程中，一个群落被另一个群落代替，苔藓比地衣长得高，在与地衣争夺阳光的竞争中处于优势，原有的藻类和地衣植物不会消亡，B项错误；若气候适宜，群落次生演替的时间变短，C正确；地衣分泌的有机酸能加速石头的风化形成土壤，因此地衣结皮阶段能为苔藓的生长创造适宜的土壤环境，D正确。故答案为B。次题涉及了土壤酶和土壤结皮为代表的次生演替。那么，土壤酶是什么？有什么作用？土壤结皮为什么是次生演替？土壤酶学是研究土壤中生物源储积酶的催化性质及其与土壤环境关系的科学。土壤是有生命的，主要表现为土壤具有生物活性，土壤中发生的有机和无机物的形态转化都是在土壤酶的作用下进行的。土壤酶是存在于土壤中各种酶类的总称，是土壤的组成成分之一。参与土壤物质转化和能量代谢，能降解土壤外来有机物质，在生态系统中起着重要的作用，是评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的一个重要生物指标。土壤酶的来源：土壤酶主要来源于微生物活动、根系分泌物以及动植物残体分解。由此可以知道，典型试题中以土壤酶作为起点的演替应该是次生演替。土壤酶的来源土壤酶的存在状态：进入土壤后的酶以不同的状态存在于土壤中，可分为自由态、吸附态和结合态。自由态的酶游离在土壤溶液中，活性大，但容易失活。吸附态的酶活性较大，不易失活。还有的酶与土壤腐殖质的基团结合，活性小，但稳定。土壤酶的功能：土壤酶不仅能反映土壤生物活性的高低，而且能表征土壤养分转化的快慢，在一定程度上能反映土壤肥力状况。现代农业管理措施对土壤理化性质、土壤生物区系和农业植被均会产生明显的作用，对土壤酶活性也将产生直接或间接的影响。生物土壤结皮，是沙漠重要的地表覆被类型。主要分为藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮三类。其是由微细菌、真菌、藻类、地衣、苔藓等隐花植物及其菌丝、分泌物等与土壤砂砾黏结形成的复合物，是干旱半干旱区重要的地表覆盖类型。主要由藻类组成的结皮，称为藻结皮；以地衣为优势种，称为地衣结皮；以苔藓为优势种，称为苔藓结皮；苔藓、藻类均为优势的，则称为藻藓或藓藻结皮。生物土壤结皮的发育均是从藻类结皮开始的，即先由藻类拓殖，形成藻结皮，而后苔藓或地衣定植，发育到藻藓、地衣或苔藓结皮。生物土壤结皮的形成，减少了风蚀，固定了流沙。藻类生物结皮生物结皮也是干旱半干旱沙漠最具有特色的生物景观之一，生物结皮的存在对沙漠的固定、土壤表面的物理化学生物学特性、土壤抗风蚀水蚀等方面具有重要意义。生物结皮也是沙漠植被演替的先锋种，对促进沙漠植被演化具有重要作用。通过逐步放大培养的方法，获得荒漠生物土壤结皮优势蓝藻的大量生物量，然后喷洒接种到流沙表面，形成藻类结皮，固定流沙。我们称之为“人工生物结皮”治理荒漠化技术，即通过人工接种规模化培养的蓝藻，诱导形成藻类生物结皮的方法。除了维持沙漠稳定外，生物土壤结皮其他的生态功能也不可小觑。比如，增加养分含量。生物土壤结皮能够通过生物固氮作用，将空气中的不易利用的氮素固定下来，释放给周围的植物和土壤。目前科学家们正努力利用这些重要的固氮组分研制荒漠生物绿肥，希望将贫瘠的沙土变得肥沃。此外，生物土壤结皮还能改变荒漠降水分配格局。生物土壤