土壤生态学第五章-土壤生物与土壤物理过程.ppt

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LOGO土壤生物与土壤物理过程土壤生物与土壤物理过程第二节土壤生物对有机质的运输第二节土壤生物对有机质的运输第三节土壤生物对土壤结构的影响第三节土壤生物对土壤结构的影响第四节土壤生物与团粒结构的形成第四节土壤生物与团粒结构的形成第五节生态系统工程师第五节生态系统工程师第一节土壤生物在土壤形成过程中的作用第一节土壤生物在土壤形成过程中的作用LOGO第一节土壤生物在土壤形成过程中的作用第一节土壤生物在土壤形成过程中的作用一地循和生物循的相互作用促土质环环进一地循和生物循的相互作用促土质环环进壤的形成壤的形成二土壤形成程中有机的累过质积二土壤形成程中有机的累过质积和转变和转变三土壤腐殖的形成质三土壤腐殖的形成质四生物土壤形成的主作用对导四生物土壤形成的主作用对导一地质循环和生物循环的相互作用促进土壤的形成一地质循环和生物循环的相互作用促进土壤的形成土壤是一种独立的自然体，它是在各种复杂的成土壤是一种独立的自然体，它是在各种复杂的成土因素的相互作用下形成的，对于土壤的形成来土因素的相互作用下形成的，对于土壤的形成来说，各种成土因素具有同等重要性和相互不可替说，各种成土因素具有同等重要性和相互不可替代性，其中生物起着主导作用，土壤是一定时期代性，其中生物起着主导作用，土壤是一定时期内，在一定气候和地形条件下，活有机体作用于内，在一定气候和地形条件下，活有机体作用于成土母质形成的。

生物对土壤形成的最大贡献是成土母质形成的。

生物对土壤形成的最大贡献是向土壤中输入了大量的有机质。

向土壤中输入了大量的有机质。

1土壤的发生土壤的发生是是地质大循环地质大循环和和生物小循环生物小循环相互作用的过程。

相互作用的过程。

（1）地质大循环中以岩石的）地质大循环中以岩石的风化过程风化过程和和风化产风化产物的淋溶过程物的淋溶过程与土壤形成的关系最为密切。

与土壤形成的关系最为密切。

LOGO一地质循环和生物循环的相互作用一地质循环和生物循环的相互作用促进土壤的形成促进土壤的形成风化过程在土壤形成中的作用主要表现为风化过程在土壤形成中的作用主要表现为原生矿原生矿物的分解物的分解和和次生黏土矿物次生黏土矿物的合成。

前者使矿物分的合成。

前者使矿物分解为较为简单的组分，后者使风化壳中增加了活解为较为简单的组分，后者使风化壳中增加了活跃的新组分，从而具有一定的养分和水分的吸收跃的新组分，从而具有一定的养分和水分的吸收保蓄能力，为土壤的形成奠定了无机物质的基础保蓄能力，为土壤的形成奠定了无机物质的基础。

（2）生物小循环生物小循环又称为又称为养分循环养分循环，指营养元素，指营养元素在生物体和土壤之间循环变化的过程。

植物从母在生物体和土壤之间循环变化的过程。

植物从母质和土壤中选择性吸收所需的可溶性养分，通过质和土壤中选择性吸收所需的可溶性养分，通过光合作用合成有机体；植物、动物有机体死亡后光合作用合成有机体；植物、动物有机体死亡后归还土壤，经微生物分解与合成转化为植物可以归还土壤，经微生物分解与合成转化为植物可以LOGO一地质循环和生物循环的相互作用一地质循环和生物循环的相互作用促进土壤的形成促进土壤的形成吸收的的可溶性养分和腐殖质，腐殖质经过缓慢吸收的的可溶性养分和腐殖质，腐殖质经过缓慢的矿质化，也为植物提供养分。

的矿质化，也为植物提供养分。

特点特点周期较短，周期较短，一般为一般为1-100年，其中有机质的积累、分解和年，其中有机质的积累、分解和腐殖质的合成促进了植物营养元素在土壤表层的腐殖质的合成促进了植物营养元素在土壤表层的集中和积累，成为土壤肥力形成与发展的关键。

集中和积累，成为土壤肥力形成与发展的关键。

（3）关系关系从地球发展史来看从地球发展史来看，生物的出现较晚，所，生物的出现较晚，所以生物小循环是地质大循环的基础上发展起来的以生物小循环是地质大循环的基础上发展起来的，是叠加在地质大循环上较小时间尺度的次级物，是叠加在地质大循环上较小时间尺度的次级物质循环。

质循环。

LOGO一地质循环和生物循环的相互作用一地质循环和生物循环的相互作用促进土壤的形成促进土壤的形成从对于土壤形成的作用上看从对于土壤形成的作用上看，地质大循环的总趋，地质大循环的总趋势是陆地物质的流失，造成土壤系统养分的淋溶势是陆地物质的流失，造成土壤系统养分的淋溶分散，而生物小循环的总趋势是使流失中的物质分散，而生物小循环的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保存和集中在地表，并不断在土壤与生物之间循环利用。

环利用。

一般来说，一般来说，如果如果风化作用和有机质的积累、分离风化作用和有机质的积累、分离与腐殖质的合成作用较强，而淋溶作用较弱，土与腐殖质的合成作用较强，而淋溶作用较弱，土壤中养分保存多，肥力水平将逐渐提高；壤中养分保存多，肥力水平将逐渐提高；反之反之土土壤中养分保存少，肥力水平将逐渐降低；当两种壤中养分保存少，肥力水平将逐渐降低；当两种作用作用相当相当时，土壤肥力的发展处于动态平衡状态时，土壤肥力的发展处于动态平衡状态LOGO一地质循环和生物循环的相互作用一地质循环和生物循环的相互作用促进土壤的形成促进土壤的形成此外人类的各种生产活动，如砍伐森林、耕恳草此外人类的各种生产活动，如砍伐森林、耕恳草原、围湖围海造田。

开采矿产、城市建设等都会原、围湖围海造田。

开采矿产、城市建设等都会对地质大循环和生物小循环产生干扰，从而影响对地质大循环和生物小循环产生干扰，从而影响一个地方土壤肥力的发展方向与平衡。

一个地方土壤肥力的发展方向与平衡。

二土壤形成过程中有机质的积累和转变二土壤形成过程中有机质的积累和转变土壤中除了矿物质外，还有一种重要的物质，这土壤中除了矿物质外，还有一种重要的物质，这就是土壤有机质。

有机质积累的过程是在木本和就是土壤有机质。

有机质积累的过程是在木本和草本植被覆盖下，土体上部进行有机质积累的过草本植被覆盖下，土体上部进行有机质积累的过程，它是自然土壤形成中最为普遍的一个成土过程，它是自然土壤形成中最为普遍的一个成土过程。

程。

1来源来源动植物、微生物的残体及其分解合成的各种有动植物、微生物的残体及其分解合成的各种有机化合物。

机化合物。

（1）植物残体）植物残体LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。

包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。

这是自然状态下土壤有机质的主要来源。

对森林这是自然状态下土壤有机质的主要来源。

对森林土壤尤为重要。

森林土壤相对农业土壤而言具有土壤尤为重要。

森林土壤相对农业土壤而言具有大量的凋落物和庞大的树木根系等特点。

中国林大量的凋落物和庞大的树木根系等特点。

中国林业土壤每年归还土壤的凋落物干物质量按气候植业土壤每年归还土壤的凋落物干物质量按气候植被带划分，依次为：

热带雨林，亚热带常绿阔叶被带划分，依次为：

热带雨林，亚热带常绿阔叶林和落叶阔叶林，暧温带落叶阔叶林，温带针阔林和落叶阔叶林，暧温带落叶阔叶林，温带针阔混交林，寒温带针叶林。

混交林，寒温带针叶林。

LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变

（2）动物、微生物残体：

包括土壤动物和非土）动物、微生物残体：

包括土壤动物和非土壤动物的残体，及各种微生物的残体。

这部分来壤动物的残体，及各种微生物的残体。

这部分来源相对较少。

但对原始土壤来说，微生物是土壤源相对较少。

但对原始土壤来说，微生物是土壤有机质的最早来源。

有机质的最早来源。

（3）动物、植物、微生物的排泄物和分泌物：

）动物、植物、微生物的排泄物和分泌物：

土壤有机质的这部分来源虽然量很少，但对土壤土壤有机质的这部分来源虽然量很少，但对土壤有机质的转化起着非常重要的作用。

有机质的转化起着非常重要的作用。

（4）人为施入土壤中的各种有机肥料（绿肥、）人为施入土壤中的各种有机肥料（绿肥、堆肥、沤肥等），工农业和生活废水，废渣等，堆肥、沤肥等），工农业和生活废水，废渣等，还有各种微生物制品，有机农药等。

还有各种微生物制品，有机农药等。

LOGOLOGO荒漠土有机质积累过程荒漠土有机质积累过程高寒草甸有机质积累过程高寒草甸有机质积累过程草原土有机质积累过程草原土有机质积累过程草甸土有机质积累过程草甸土有机质积累过程林下有机质的积累过程林下有机质的积累过程湿地植被的泥炭积累过程湿地植被的泥炭积累过程地表植被类型地表植被类型2有机质积累过程分类有机质积累过程分类二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变3土壤有机质的作用土壤有机质的作用LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变1）在土壤肥力上的作用）在土壤肥力上的作用土壤有机质的含量与土壤肥力水平是密切相关的土壤有机质的含量与土壤肥力水平是密切相关的。

虽然有机质仅占土壤总量的很小一部分，但它。

虽然有机质仅占土壤总量的很小一部分，但它在土壤肥力上起着多方面的作用却是显著的。

通在土壤肥力上起着多方面的作用却是显著的。

通常在其他条件相同或相近的情况下，在一定含量常在其他条件相同或相近的情况下，在一定含量范围内，有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关范围内，有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关a提供植物所需要的养分提供植物所需要的养分LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变b促进植物的生长发育促进植物的生长发育LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变C改变土壤的物理性质改变土壤的物理性质改良土壤结构，促进团粒状结构的形成，从而增加土壤的疏松性，改善土壤的通气性和透水性改良土壤结构，促进团粒状结构的形成，从而增加土壤的疏松性，改善土壤的通气性和透水性腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂，所形成的团聚体可以改善粘土的土壤耕性和通透性腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂，所形成的团聚体可以改善粘土的土壤耕性和通透性土壤腐殖质是亲水胶体，具有巨大的比表面积和亲水基团，能提高土壤的有效持水量土壤腐殖质是亲水胶体，具有巨大的比表面积和亲水基团，能提高土壤的有效持水量殖质为棕色呈褐色或黑色物质，被土粒包围后使土壤颜色变暗，从而增加了土壤吸热的能力，提高土壤温度殖质为棕色呈褐色或黑色物质，被土粒包围后使土壤颜色变暗，从而增加了土壤吸热的能力，提高土壤温度LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变d促进微生物和动物的活动促进微生物和动物的活动LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变e提高土壤的保肥性和缓冲性提高土壤的保肥性和缓冲性LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变f有机质具有活化磷的作用有机质具有活化磷的作用土壤中的磷一般不以速效态存在，常以迟效态和土壤中的磷一般不以速效态存在，常以迟效态和缓效态存在。

因此土壤中磷的有效性低。

土壤有缓效态存在。

因此土壤中磷的有效性低。

土壤有机质具有与难溶性的磷反应的特性，可增加磷的机质具有与难溶性的磷反应的特性，可增加磷的溶解度，从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利溶解度，从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率用率注意：

注意：

有机质在分解时，也能产生一些不利于有机质在分解时，也能产生一些不利于植物生长或甚至有害的中间物质，特别是在嫌气植物生长或甚至有害的中间物质，特别是在嫌气条件下，这种情况更易发生条件下，这种情况更易发生LOGO二土壤形成过程中有机质的积累和二土壤形成过程中有机质的积累和转变转变2）在生态环境上的作用）在生态环境上的作用a有机质与重金属离子的作用有机质与重金属离子的作用土壤腐殖质含有多种功能基，这些功能基对重金属离子有土壤腐殖质含有多种功能基，这些功能基对重金属离子有较强络合和富集能力较强络合和富集能力