土壤生态学
2025-11-29 18:42:51 0 举报AI智能生成
土壤生态学是研究土壤中生物和非生物组分相互作用的科学，它横跨生物学和地球科学两大领域。核心内容涵盖了土壤生物多样性、土壤生物过程与环境的关系、土壤质量的维持及其对气候变化的响应等议题。土壤生态系统是地球上最复杂的生态位之一，支撑着全球大部分的陆地生态系统，其作用不仅在于支撑植物生长，还在于调节生物地球化学循环，维护生态平衡。由于土壤生态系统在农业、环境保护和生态恢复等方面的重要性，持续的研究正专注于开发可持续土壤管理策略，提高土壤健康。为保护土壤生态系统的完整性和弹性，防止土壤退化及土壤污染已经成为土壤生态学中的热点研究领域。本文档采用.pdf格式，确保了信息的标准化输出和长期保存。
作者其他创作
大纲/内容
<span style="font-weight:bold;">绪论</span><br>
土壤生态学的研究热点
土壤生物多样性、土壤微生物组、土壤食物网及其生态功能、土壤-植物相互作用
土壤生物地球化学循环、土壤污染与土壤健康、土壤生物互作与土壤食物网、土壤生物对环境变化的适应和响应
土壤生态学的发展趋势
环境胁迫与全球变化土壤生态学、土壤健康与可持续农业、退化土壤生态系统的恢复与重建研究、多尺度与多学科融合、
土壤生物应对胁迫及适应分子机理、突破性技术、新理论和模型
为什么学习土壤生态学
土壤生态系统退化（土壤盐碱化和酸化严峻）、土壤有机质含量不断下降、生物多样性丧失、土壤肥力持续衰退。我们要深入研究土壤生物群落与功能及其过程机制，从微观层面的基因表达、生物互作到宏观层面的生态系统服务功能，全方位剖析土壤生物的奥秘。
土壤是作物生长的根基，更是人类生存与健康不可或缺的自然资源。我们吃的每一粒粮食、呼吸的空气都直接或间接与土壤息息相关。
土壤生态学
1.定义：是土壤学、生态学、生物学、地理学和环境科学相互交叉的一门具有广泛研究领域的新兴学科，以<font color="#95da69">土壤生物为中心</font>，<font color="#95da69">研究土壤生物之间、土壤生物与土壤非生物环境的相互作用</font>。（曹志平定义）
2.应用研究：土壤生物与肥力、土壤生物与土壤结构、土壤生物与营养循环、土壤生物与农业生产力
3.研究历史
李比希植物矿质营养学说：矿物质为植物生长提供必需的营养物质
巴斯德发酵学说，提出一切发酵都由微生物完成，<font color="#95da69">提供从微生物的视角研究土壤中物质转化的过程</font>。发酵学说为后来的土壤微生物和固氮菌、反硝化菌研究奠定理论基础。
4.研究现状
1土壤微生物与固氮：虽然空气中有80%是氮气，但植物无法直接利用。豆科植物通过与根瘤菌的共生固氮作用，使得空气中的氮气可以转化为能被豆科植物利用的氨态氮。
2.我校从事<font color="#7bd144">根瘤菌固氮</font>研究的科学家：<font color="#e9d66f">陈文新</font>，建立了世界上最大的根瘤菌种资源库。
土壤生物的生存环境：土壤
1.土壤：是地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下形成的能够生长植物的，处于永恒变化中的疏松矿物质与有机质的混合物。（道库恰耶夫创立成土因素学说）
2.土壤类型：东北多黑土，南方多红壤（五色土，青赤黄白黑）
东北平原湿润寒冷，土壤微生物活动较弱，低温减缓有机质分解，促使有机质积累，所以土色较黑。
高温多雨的南方土壤矿物质风化作用强，分解彻底，易溶于水的矿物质几乎全部流失，富含铁铝氧化物，呈现红色或砖红色。
3.土壤组成：25%空气、25%水分，45%矿物质、5%有机质
土壤有机质：<font color="#95da69">动植物残体、微生物体、土壤腐殖质（最稳定）</font>；有机质土壤，有机质含量＞20%的耕层土壤
世界4大黑土分布区：①乌克兰大平原；②中国东北平原；③美国密西西比河流域；④阿根廷潘帕斯草原
中国有机质含量高的地方：东北黑土地
为什么该地区有机质含量高：①植被覆盖良好，有机质来源多；②年均温较低，微生物分解作用缓慢，利于有机质积累；③地形相对平坦，降水较少，风化、侵蚀作用较弱，有机质容易留存。
土壤水：溶有胶状颗粒悬浮物的溶液
土壤空气：自由态存在于土壤孔隙中，溶解态存在于土壤水中，吸附态存在于土粒中
土壤无机养分：大量元素CHONPK；中量元素CaMgS
4.土壤剖面：枯枝落叶层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母岩层
5.<font color="#95da69">土壤肥力</font>：<font color="#95da69">衡量土壤能够提供作物生长所需的各种养分的能力</font>。区别成土母质和其他自然体的最本质的特征。
6.土壤结构：
土壤质地（土壤质地三角形判断土壤质地）
土壤结构：不同团聚体的排列和组合形式
7.土壤形成：裸露岩石受到风蚀，完整的基岩机械地破碎成大小不等的碎屑小块，形成矿物基础；微生物、地衣、苔藓等定殖在岩石裂缝中，分泌有机酸风化岩石，形成成土母质，苔藓类大量繁殖，进一步分解岩石颗粒，形成原始土壤，他们像海绵体一样保水，残骸为土壤铺上了第一批稳定的有机质；随着土壤肥力的初步积累，一年生植物多年生草本植物开始扎根，其拥有更强大的根系，进一步破碎母质。草本、藤本、木本植物不断发生演替，有机质不断积累，形成成熟土壤。在顶极群落中，土壤进入一个相对稳定的阶段。土壤形成的过程极慢，500年/1cm表土，但流失速度极快。
子主题
土壤生物<br>
土壤生物
土壤的生物量：其中1 g土壤中最多的是细菌，有3×10 的9次方
土壤微生物<br>
1.种类
细菌（70-90%）
（70-90%），最活跃的因素（蓝细菌、<font color="#95da69">粘细菌（在固体表面进行滑行运动，捕食其他细菌；可以降解纤维素、蛋白质、几丁质等；维持生态平衡；菌落有分枝，有子实体））</font>
分析方法
传统平板培养计数法
变性梯度凝胶电泳法
基因芯片：通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，溶液中带有荧光标记的核酸序列与探针杂交。
16S rRNA测序：原核生物的可变区反映系统发育关系，分辨率低，不能进行功能分析
宏基因组测序：直接从特定环境样本提取全部微生物的总DNA。可获得功能片段，获得更多基因信息；成本高、测序量大、信息量多
真菌
1.分类
单细胞真菌：酵母菌
主要功能
①有机质分解：分泌多种水解酶，促进腐殖质形成
②病害抑制：产生有机酸、拮抗肽等物质，增强抗逆性
③环境修复：吸附重金属、降解石油烃
④结构改良：代谢产物促进团聚体形成，改良通气与保水。
丝状真菌：霉菌（臭豆腐）
大型子实体真菌：担子菌
2.作用
①土壤有机质降解
②促进土壤结构形成
③与植物根系形成菌根，固定大气中的氮气，提供氮源
④抑制有害病原菌，帮助植物抵抗病害
⑤作为其他土壤动物的食物来源
⑥有机污染物降解
3.测定方法：18S rRNA
放线菌<font color="#95da69">（辐射状的菌落），产生抗生素，有土腥味</font>
2.主要作用
分解有机质并促进腐殖质形成
吸收、固定并释放养分，改善和调节植物营养状况
与植物共生，促进植物生长：固氮菌
在有机物污染和重金属污染治理中起重要作用。
3.微生物群落结构：土壤中各种微生物的类群的数量以及各类群所占比例，其结构和功能的变化与土壤的理化性质变化有关。
4.土壤微生物代谢熵：土壤呼吸产生的CO2与微生物生物量的比值，反映微生物对碳的利用效率
5.土壤微生物修复：<font color="#95da69">生物转化沉淀（</font>氧化还原、代谢有机酸等改变重金属的活性）<font color="#95da69">、生物吸附</font>（代谢产物吸附重金属）
6.环境对土壤微生物群落结构的影响：pH、温度
土壤藻类
1.分类
绿藻：水棉最常见
硅藻：细胞壁有规则的花纹
黄藻
2.特点
1.具有光合色素
2.没有真正的根、茎、叶
3.重要作用
①土壤生物的先行者，对土壤的形成和熟化起重要作用
②在土壤上形成一薄层，阻止或减轻土壤侵蚀
③判断土壤肥力状况和性质，一般肥沃的土壤中，藻类生长旺盛
④地衣是藻类和真菌的共生体，指示污染物。广泛分布在岩石表面，是土壤母质形成的最早定居者
⑤分泌的黏液可以促进土壤微粒胶结
原生动物
特点
1.单细胞、无性繁殖（二分裂）或有性生殖（接合生殖）
2.多为异养型，也有光合自养型，如眼虫；还有腐生性营养
3.以细菌、真菌、其他原生动物、有机质为主要食物
4.根际效应显著，根际有机物丰富，是原生动物最集中的区域
单细胞原核生物与人体单个细胞的区别
原核生物是单细胞独立生物，其功能齐全，可以进行自行摄食或光合作用，通过自主调节完成生命活动
人体单细胞是组成人体的最基本单位，细胞高度分化，不同种类细胞分工专一，营养物质由血液提供，必须依赖机体系统
分类
鞭毛纲：眼虫、锥虫、鞭毛虫；运动器官是鞭毛
纤毛纲：草履虫，运动器官是纤毛
肉足纲：变形虫，运动器官是伪足
孢子纲：疟原虫，引起疟疾，俗称“打摆子”
营养类型
动物性营养：原生动物通过胞口吞食摄取其他动物或有机质，食物由临时性的膜包裹形成食物泡，食物泡在细胞质内被消化和吸收
植物性营养：少量的原生动物，如眼虫含有叶绿色，能够进行光合作用合成有机物
腐生性营养（渗透营养）：生物体表通过渗透吸收周围呈溶解状态的有机物，以此补充自身有机质
生态功能
① 调控微生物群落结构：捕食细菌、真菌等，调节其数量与组成，维持土壤微生态平衡。
②促进养分循环与氮素矿化：以细菌为食，代谢排泄物，释放氮、磷、硫无机养分，加速氮素矿化
③促进植物生长：通过调控根际微生物与养分供应，促进根系发育
④共生与寄生作用：鞭毛虫在白蚁肠道中分解纤维素
⑤环境指示作用：可以作为环境健康与污染监测的生物指标
线虫
形态学特征
两侧对称，三胚层，假体腔，不分节，
体壁由角质层、表皮和纵肌组成
体型微小，雌雄异体
类群分类
植食性、食细菌、食真菌、捕食性、杂食性
发育过程
4次蜕皮，第一次蜕皮是在卵内完成
秀丽隐杆线虫
诺贝尔生理学或医学奖
发现细胞程序性凋亡的遗传机制，
基因沉默可以使得功能消失，以此为研究内容探究该基因的功能
利用线虫作为模型，将GFP作为一个“发光标记”，来揭示一个重大的生物学规律——RNA干扰机制，通过反义RNA技术来抑制（沉默）一个特定基因的表达，从而研究该基因的功能。这个基因与线虫的肌肉细胞功能相关
重要研究：
生态作用
调节土壤生物，食细菌和食真菌对微生物的生态控制
代谢分泌物、释放营养，加速微生物的周期与营养转化
有研究表明土壤线虫对植物生长有一定促进作用
影响
有益线虫：食微线虫对植物生长有一定促进作用
有害线虫
松材线虫
通过松墨天牛传播
防治：植物检疫、选育抗病树种、防治松墨天牛、白僵菌（真菌）防治松墨天牛
根结线虫
侧根和须根较正常增多，在幼根须根上形成根瘤
防治：植物检疫、农业防治（轮作、土壤改良）、物理防治（高温闷棚、水淹处理）、生物防治（天敌真菌、捕食性线虫）
土壤螨类
分布
分布于世界各地，各处都有
形态，可与昆虫作区分
体躯：头、胸、腹愈合
无触角
有4对足，少数有2对足
没有翅
代表类群
甲螨，微型大力士，可以承受相当于其体重1180倍的拉力
生态功能
分解者：取食真菌、细菌、藻类及植物残体，加速有机质分解与腐殖质形成
调解者：维持土壤微生物群落平衡
养分循环促进：通过取食与排泄，促进养分循环
环境指示生物：对污染、耕作和环境变化敏感，可用于评估土壤健康
弹尾目，跳虫
表变态发育，孵化幼体已具备成虫特征，只经历卵、幼虫、成虫三个虫态
生态作用
分解者，许多种类以土壤中的细菌、真菌或腐烂的植物体为食。
土壤健康指示生物，指示环境重金属污染物
虫坛怪杰
周尧，建立第一个昆虫博物馆
蚯蚓
起源：约5.7亿年前
形态
外部形态：同律分节，有环带（头部，指状胶质套）标志性成熟
内部形态：真体腔，充满体液；闭管式循环系统，有生殖、排泄器官（后肾），血管和神经索；消化道由前肠、中肠、后肠组成
头尾
头部：有环带，取食也在头部完成
尾部：排泄
分类
按生活环境分
陆生蚯蚓——高等
水生蚯蚓——低等
按蚯蚓体型分
大型
小型
中型
活动位置
表居型
土居型
上食下居型
蚓触圈
蚯蚓在其生活和活动的过程中形成的一种区域
蚯蚓适合土壤生活的特征
1.身体长圆柱形由许多相似的体节组成，适于在土壤中钻行
2.身体为褐色保护色
3.体表有粘液，可辅助呼吸并减少土壤对体壁的摩擦
4.依靠肌肉的收缩和体表刚毛的协助进行运动
5.视觉退化，但对光线的反应灵敏而准确
对生态系统的影响
有害影响
①将地表凋零物移走或埋入土中，蚯蚓粪在地表的覆盖等可能增加水土流失
②可能传播杂草种子或带来病原菌
③可在提高氮矿化的同时，容易造成氮的流失
有利影响
①加速凋落物的分解和氮转化
②促进土肥相融，促进植物对养分的吸收
③在土壤中形成更多微团聚体和孔隙，改良土壤结构
④提高土壤渗透性和溶质的运移
⑤为捕食者提供食物
综合利用
蚯蚓粪
蚯蚓粪生物有机肥
蚯蚓粪提取液
蚯蚓粪除臭产品
蚯蚓体
药物
动物饲料蛋白
氨基酸产品
植物根系
功能
吸收土壤中养分
支持和固着植物
合成、繁殖和贮藏养分
根际效应
根际：植物根系及其影响的土壤区域
根际效应：植物根系对周围土壤的物理、化学和生物特性所产生的综合影响。根际土壤与非根际土壤在微生物数量、种类及活性等方面存在显著差异的现象
根际微生物
植物根系直接影响范围内的土壤微生物
拥有丰富的微生物类群
水平方向，离根系越远，微生物丰度越低
垂直方向，土壤越深，微生物丰度递减
菌根
1.定义：菌根是由特定菌根真菌侵染植物根系形成的共生体。
2.分类
① 外生菌根：真菌菌丝深入根皮层细胞间形成菌丝网
②内生菌根：真菌菌丝穿入到高等植物的根部细胞里
内外生菌根
3.菌根对寄主植物的作用
①扩大寄主植物根的吸收范围
②防御植物根部病害，菌根起到机械屏障作用
③促进植物体内水分运输，增强植物抗旱性能
④增强植物抗性：对重金属、农药的抗性
⑤促进共生固氮，为植物的生长提供氮源
根瘤
固氮微生物侵入根部诱导形成的瘤状结构
分类
豆科植物根瘤，根瘤菌侵入根部形成的共生固氮体系
非豆科植物根瘤，<font color="#ec7270">内生放线菌</font>形成的固氮体系，如沙棘属
土壤生物之间的关系
土壤生物类群之间的相互关系
微生物间
竞争：为争夺有限的营养空间，使两种微生物的生长受到抑制
中性：处于同一环境时不发生任何相互影响
原始合作：双方获利，分离后仍能独立生存（固氮菌和纤维素分解菌）
互利共生：形成的紧密的互利关系（藻类和真菌形成的地衣）
共栖：一方受益，另一方不受任何影响
寄生
拮抗（偏害）：一类微生物抑制或杀死其他微生物的作用
土壤动物与微生物间
捕食
共生
寄生，冬虫夏草
土壤动物间
捕食
竞争：同时具备r-对策和k-对策的原生动物和线虫之间
共生：白蚁与鞭毛虫
共存：蚯蚓与线虫
土壤碎屑食物网
1.定义：能量来源主要是死亡的有机物（植物残根残体和碎屑）
2.功能群：群落中功能相似的所有物种的集合，可简化群落物种间的关系（微生物、原生动物、土壤线虫、土壤小型节肢动物、蚯蚓功能群）
3.营养级：生态系统食物链中生物所处的层次
4.多样性与生态系统稳定性的假说
冗余种假说
某些物种在生态功能上有相当程度的重叠，因此某一个物种的丢失不会给生态系统带来太大的影响
不确定性假说
物种本身的属性对生态系统功能起关键作用，而物种丰富度的减少对生态系统的功能产生的影响不可预测
土壤化感
1.定义：植物通过向体外分泌代谢过程中产生的次生代谢物质（化感物质），对其它植物产生直接或间接的有利或有害影响。
2.产生途径
根系分泌物：胡桃醌、小麦根系分泌黑麦草内脂和茉莉酸信号物质识别临近其他植物从而合成释放化感物质显示化感效应。
茎叶产生挥发性化学物质
植物地上部分受雨、雾和露水淋洗的化学物质
微生物分解植物残体释放到土壤中的化学物质
化感物质
1.化学成分：分子量小、结构较简单的有机酸、不饱和脂、水解多酚、芳香族化合物
2.作用特点
专一性和选择性：胡桃醌抑制苹果树，不抑制梨树
不同植物对同种化感物质的敏感性不同
同种植物对不同浓度的化感物质反应不同
构成化感物质的多种成分间有复合效益
除对植物作用外，还有多种其他功能，如有些生物碱可以抗蚜虫
影响化感作用的因素
外在因素：温度、光照等无机环境条件
内在因素：遗传因子
土壤中存在的化感现象
植物间的化感作用
有利
抑制杂草生长
有害
种内自毒、连作障碍
根系分泌物对土壤生物的影响
植物毒素对根结线虫的化感作用：万寿菊可以降低根结线虫的危害
微生物化感：马勃子实体提取物对稗草和水稻幼苗生长有抑制作用
土壤生物对土壤病原的控制
菌根真菌对土壤病原的控制
共生固氮细菌对土壤病原控制
有益线虫调节土壤有害微生物的群落结构，用线虫防治韭蛆
蚯蚓对土壤病原的控制
土壤生物与土壤物理过程
土壤生物在土壤形成过程中的作用
地质大循环和生物小循环促进土壤形成
地质大循环主要是岩石的风化、风化产物的淋溶过程、以及在岩石圈、大气圈、水圈进行循环；总趋势是陆地物质的流失，土壤系统养分的淋溶分散
生物小循环是营养物质在生物体与土壤之间的循环，总趋势是使流失中的物质保存和集中在地表，并不断在土壤与生物之间循环利用
土壤形成过程中有机质的积累与转变
土壤有机质：土壤中所有含碳的有机物质总称，包括动植物残体、微生物及其分解、合成的各类有机化合物，<font color="#7bd144">腐殖质是主要成分（50%-90%）</font>
腐殖质
定义：动植物残体经微生物分解、转化和合成形成稳定的深褐色或黑褐色高分子有机物质。是土壤中最活跃、最重要的部分
生态作用：①改善土壤物理性质（团粒结构）②提供植物养分来源③增强微生物活性④提高缓冲能力与阳离子交换量
来源：动<font color="#7bd144">植物残体、微生物残体及其分解、合成的各种有机化合物；人为投入的有机物质（如绿肥、堆肥、农家肥）</font>
有机质的转化
矿化：好氧分解、厌氧分解形成无机化合物
腐殖质化：通过微生物分解、转化、合成形成有机化合物
有机质作用
在土壤肥力上的作用
①提供植物所需要的养分
②促进植物的生长发育
③有机质改变土壤物理性质
④促进微生物和土壤动物活动
⑤腐殖质胶体提高土壤保肥性和缓冲性
⑥有机质可与难溶性的磷反应，具有活化磷的作用
在生态环境上的作用
有机质与重金属离子之间有较强的络合和富集能力
有机质对农药等有机污染物有固定作用
生物对土壤形成的主导作用
生物创造土壤
土壤养育生物
原始成土四个时期（朱显谟提出）
岩漆时期：以岩石微生物着生、生物物理生化层的出现为标志
突变跃进时期：地衣着生并有风化层出现
巩固发展时期：苔藓植物着生形成佃图层
定型时期：高等植物着生，原始土壤形成
土壤生物对土壤有机质的运输
运输者
节肢动物：螨类、跳虫、蚂蚁
环节动物：蚯蚓
软体动物：蜗牛，以植物残体和真菌为食物
土壤生物对土壤结构的影响
土壤动物的直接作用：通过掘穴、残体再分配以及含有未消化的残体和矿物质土壤的粪便积累
生态系统工程师
1.土壤生物中个体较大的无脊椎动物（蚯蚓、蚂蚁、白蚁、粪金龟子等），有足够的丰度和密度对土壤结构的形成、稳定产生主要影响，并能对自身活动进行调节，在一定程度上优于其他功能种群。（<font color="#7bd144">有能力在土壤中穿梭移动</font>）
2.代表
蚯蚓
白蚁：鞭毛虫和细菌在白蚁肠道内分解纤维素
3.生态作用
直接影响土壤的物理性质和分解作用
排泄物、穿梭行动
通过积累生物结构间接影响土壤和枯枝落叶层的环境
机械粉碎和消化、白蚁加速腐殖质化
土壤生态系统的能量流动与物质循环
分解过程
1.定义：有机质在微生物作用下被分解为无机物质，被微生物和植物同化，同时伴随着能量的释放
2.影响因素
①土壤生物
②环境条件：气候条件及其土壤中的矿物形式
③植物残体特征：待分解有机质资源的物理的（表面性质、机械结构）、化学的性质（营养素含量、）
土壤生物与分解过程
1.<font color="#7bd144">微生物</font>在有机质分解中的<font color="#7bd144">贡献率最大（主要是直接参与）</font>
2.<font color="#ec7270">原生动物</font>等主要通过<font color="#ec7270">调节微生物群落结构和大小</font>来影响分解过程
3.<font color="#e0c431">生态系统工程师（</font>白蚁、蚯蚓等大型无脊椎动物）通过<font color="#e0c431">粉碎和消化</font><font color="#7bd144">直接</font>影响分解过程，通过<font color="#e0c431">增加残落物表面积和提高微生物活性</font><font color="#7bd144">间接</font>影响分解过程
物质循环
土壤碳循环
1.定义：凋落物经过腐殖质化过程形成土壤有机质，土壤有机碳通过微生物分解产生二氧化碳释放到大气中
2.凋落物参与碳循环的三个过程
凋落物直接矿化
凋落物经腐殖质化缓慢矿化
厌氧环境下释放甲烷，排至大气
3.影响
全球气候变暖
冰川融化
珠峰加速融化
海水酸化
4.防止措施
增加植被
退耕还林
封山育林
开发新能源
土壤氮循环
1.过程：有机质通过矿化作用形成铵态氮，一部分形成氨气挥发损失，一部分被吸附固定形成稳态，一部分被生物同化固定，另一部分在硝化细菌的硝化作用下形成硝态氮，硝态氮在反硝化作用下形成氮气、一氧化氮、一氧化二氮，或通过淋洗损失，或再次被生物固定形成有机氮；或通过硝化还原作用形成铵态氮。
2.参与生物
<font color="#7bd144">微生物：</font>硝化细菌、反硝化细菌、根瘤菌、内生放线菌（非豆科固氮植物）
<font color="#7bd144">中性土壤动物</font>：通过调节微生物群落结构和大小间接影响
<font color="#7bd144">大型土壤动物</font>：蚯蚓可以扩大土壤微生物氮库和促进有机氮矿化作用；当氮素过量时，他能提高土壤反硝化能力
3.氮的固定
生物固氮、大气固氮、工业固氮
4.水体富营养化：在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质进入湖泊、海口等，引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。
土地利用方式对土壤生物的影响
人类干扰强度
耕地强（频繁耕作、施肥）
林地弱，扰动少，自然演替
有机质来源
耕地作物残体有限，常被清除
林地凋落物丰富
土壤结构
耕地土壤易板结
林地团粒结构发育好
水分与温度稳定性
耕地干湿，
林地湿润
微生物多样性
种类少、群落结构单一
种类丰富、功能多样
土壤动物丰度
耕地数量少，生境受限
林地数量多，活动空间丰富
生态系统功能
耕地物质循环与生物多样性受限
林地维持稳定的碳氮循环与生态平衡
耕作措施对土壤生物的影响
耕作措施
免耕：免除土地耕作，利用免耕播种机在作物残茬表面直接进行播种，或对作物桔梗和残茬进行处理后直接播种的耕作方式
可增加土壤微生物的数量
梨树模式：实施全比例秸秆覆盖还田的模式，是保护黑土地最有效措施
施用绿肥
施用绿肥有利于维持土壤微生物的多样性及活性，且蚯蚓的数量增多
农药
在杀死靶标害虫的同时对许多非靶标生物产生致命影响，抑制土壤微生物的浓度
灌溉
秸秆还田
可增加土壤有机质含量，提高土壤食物网活性
轮作
1.优点
①减少在单一栽培体系中的害虫和病害积累，提高作物产量
②防止土壤贫瘠
③帮助固定种子，维持土壤微生物的多样性及活性
污染物及转基因作物对土壤生物的影响
农用化学品对土壤生物
除草剂草甘膦会减少蚯蚓的活动
抗生素降低肠道微生物的丰度
微塑料进入土壤后较难降解，造成永久性污染。可造成蚯蚓DNA损伤
工业污染对土壤生物
重金属污染物（如镉）降低蚯蚓的丰度和多样性
纳米氧化铜对蚯蚓的危害，增加蚯蚓透明变形细胞凋亡（）
石油污染抑制蚯蚓生长，造成蚯蚓精囊DNA损伤
转基因 作物对土壤生物的影响
1.转基因技术：利用基因重组技术，将不同来源的一个或多个特定功能的基因经过人工分离或修饰，再导入到另一个物体内，使它具有抗病虫害、抗逆、营养或品质等方面新的性状以满足农业生产和人类消费需求的一种技术。
2.转基因生物，genetically modified organism
3.转基因的重要成果
①微生物：胰岛素合成、乙肝疫苗
转基因巨型小白鼠、首个猪模式动物、抗虫转基因水稻、转基因发光植物
世界第一例转基因植物：一种含有抗生素类抗体的烟草
世界第一例转基因作物：晚熟西红柿
4.转基因方法
农杆菌叶盘转化法
基因枪轰击法
5.转基因作物的利与弊：<font color="#ec7270">积极研究、慎重推广</font>
利
转基因抗虫作物的种植，减少农药使用
转基因所转入的只是一两种自然界本就存在的外源基因，不会改变生物的原有分类地位，不会破坏生态系统的稳定性
弊
转基因作物有可能成为野生物种，“入侵的外来物种”，威胁生态系统其他生物的生存
转基因作物可能与其他作物基因杂交，引起变异
打破自然物种的原有界限，改变自然生态系统
土壤食物网的结构和功能
1.土壤食物网的复杂关系
以土壤生物为研究对象，研究各种土壤生物功能群之间复杂的直接捕食关系与间接调控关系，以及这种复杂关系在凋落物分解、有机质和养分循环、土壤生物群落结构稳定性方面的作用
2.土壤食物网结构特点
①杂食动物数量较高
②同类相食现象普遍
③专食性类群少，广食性类群多
④物种间相互联系丰富
⑤营养级数量多
土壤食物网调控方法
直接调控
物理杀灭法
过滤法
土壤梯度稀释法
提取-再接种法（针对中小型土壤动物类群）
凋落物袋法
间接调控
植物化感作用
有机物底物诱导
无机物底物诱导（施钠可以增加白蚁数量）
土壤食物网的主要生态功能
在碳和养分循环中的作用
对环境健康的指示作用
对植物生长和多样性的影响
0 条评论
下一页
