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土壤生物与生态学复习指导 第一章绪论

基本概念：土壤生态学/土壤生态系统。

土壤生态学的概念土壤生态学是研究土壤生态系统内生物与生物、生物与非生物环境之间的相互作用及功能过程的学科。土壤生态学是研究土壤生态系统的结构、功能及调控规律的学科。土壤生态学是研究土壤与环境之间相互关系的科学 (徐琪，1990)。

土壤生态学 土壤生物之间及与周围环境相互作用的研究. 土壤生物学 相对于土壤物理和土壤化学，以生物个体本身为研究重点的学科. 土壤生物化学 主要研究包括土壤内的微生物过程、土壤酶及土壤内有机质形成和周转的研究. 土壤微生物学 研究土壤微生物及其生态过程的传统学科. 微生物生态学 微生物生态学研究的生境包括土壤、植物、 动物、淡水和海洋及沉积物，它包含了部分土壤生物学和土壤生态学的内容. 土壤生态学的研究内容。

①土壤生物与非生物组成份的数量、构成及时空分布；②土壤生物的相互作用及其与土壤环境的关系；③土壤生物群落及生态系统的发展和演替；④土壤生物多样性、生物相互作用与生态功能的关系；⑤土壤生态系统的物质循环、能量流动和信息交换；⑥土壤生态系统结构和功能的恢复和维持；⑦土壤生态系统与其他生态系统之间的相互作用。⑧土壤生态工程及各种应用研究⑨结合和发展生态学理论的研究

土壤生态学的研究主要发表在哪些中英文专业杂志上（各举例3个）？

土壤生态学方面的研究报告主要发表在生态学报、应用生态学报、土壤学报、生物多样性、生态学杂志、其它土壤及微生物、植物和环境类的杂志上；Soil Biology and Biochemistry、Microbial Ecology、Biology and Fertility of Soil、Plant and soil、Pedobiologia、 European Journal of Soil Biology、Agriculture, Ecosystems and Environment、Biogeochemistry、

FEMS Microbiology Ecology、 The ISME Journal和Ecology Letters、 Ecology、Journal of Applied Ecology、Ecological Application、European Journal of Soil Biology、Functional Ecology、Global Change Biology 等刊物上。 我国进行土壤生态学研究的主要科研机构。

中国科学院南京土壤研究所，中国科学院生态环境研究中心，中国科学院植物研究所，浙江大学环境与资源学院

第二章土壤生物的生境 土壤结构

土壤质地是指土壤中不同大小颗粒砂粒 sand (0.05–2.0 mm)，粉粒silt (0.002–0.05 mm)，黏粒clay(<0.002 mm) 的相对比例。 土壤质地，一般分为砂土、壤土和黏土三 大类。土壤质地主要继承了成土母质的类型和特点，是较为稳定的自然属性。土壤质地与土壤持水性能、阳离子交换量，植物和生物养分的短期库有关；因此土壤质 地的重要性在于它（黏土矿物的类型和数量）决定了土壤保持水分和养分的能力。质地的测定实际上就是颗粒组成的测定。土壤结构是不同大小的颗粒结合或团聚形成具有一定稳定性的土块或土团。稳定（力稳、水稳）团聚体的 形成需要物理、化学和生物学因子的相互作用。土壤结构的稳定性常用土壤大团聚体的比例来反映。 一般将直径大于0.25mm的团聚体视为大团聚体。土壤结构主要不仅受到成土母质的影响，而且也是人类可以调控的属性。土壤结构很早就被认为是高肥力和高生物活性土壤的标志。良好的土壤结构能够促进水气流通、利于土壤生物的迁移，从而增加营养交互的机会；当然，也利于根系的生长。 土壤结构受到土壤生态学家的强烈关注，其重要性不仅决定了土壤水分和养分的分布和保持能力，而且其创造的孔 隙

分布也决定了土壤生物能否获得栖息空间。土壤团聚体的传统测定方法 包括干筛和湿筛。但是这种对土壤结构破坏性的测定方法在近期也受到指责。土壤持水量是

表征土壤能够吸持最大的水分含量的一个指标，一般是田间持水量和植物永久萎蔫土壤含水量的差值，土壤质地（黏土矿物的类型和数量）、土壤结构及有机质 是重要影响因素。土壤孔隙不仅是水肥和气体交换的场所，更是土壤生物的栖居场所。可以说，土壤孔隙分布是土壤结构的真正表现。土壤有机质的数量和质量是土壤生态系统的重要性质。对于土壤生态学家来说，土壤有机质的重 要性不仅在于它是土壤结构、土壤养分的决定因 素，更在于它是土壤生物的能量和物质（碳和养分）的来源。 为什么土壤pH受到土壤生态学家的关注？

土壤pH也受到土壤生态学家的关注，pH能够控制养分的有效性（例如磷的有效性）并直接影响土壤的活性(例如酸性土壤的铝毒）。大部分土壤微生物所能忍受的pH范围是4-9；土壤动物对pH也非常敏感，如蚯蚓在酸性土壤中数量很少，而线蚓则较多。

试述土壤有机质对土壤生物群落的重要性？土壤酸化来源：1）CO 溶于水形成碳酸；2）微生物氧化铵形成硝态氮的过程；3）酸雨、火山喷发、雷电形成硫 和氮的氧化物及长期的风化淋洗过程；4）含酚类和羧基功能团的有机物分解过程。生境的时空变异 由于自然障碍对迁移的限制及气候的敏感性，多数大型动植物都有一定的地理分布范围，且我们现在也基本了解物种的全球分布格局。 微生物多样性的地理分布格局和控制因素至今不清楚，一 种流行的观点是微生物属于广布种。比较有说服力的证据来自澳大利亚湖泊沉积物的原生动物研究。另一种推测是微生物也会呈现一定的地理分布，这种分布反映了微生物对特定环境条件的响应。土壤生物的多度和活性在水平和垂直方向的表现 出高度的空间异质性。由于不同的生物对土壤条件的响应方式不同，不 同类群的生物表现出不一样的空间分布格局。 这种空间异质性可以在几毫米到几百米的尺度上 表现出来，一般与土壤性质相联系。迄今，有关土壤生物空间分布的研究很少，这是因为空间变异在过去的研究中通常被认为是影响研究结果的随机误差。 然而，研究土壤空间异质分布对我们了解土壤生物群落的发展、

多样性的形成及土壤生态功能的影响因素都至关重要，地统计学（Geostatistics）为空间异质性的定量化及可能原因探索提供了便利。例如，土壤生态学的最重要课题之一便与空间异质性的密切相关。

土壤生物多样性的成因及调控因素

土壤生物多样性的成因：可利用资源的空间异质性分布可能是不同尺度上土壤生物多样性形成的重要原因。此外，土壤生物异质性分布导致的空间隔离也在很大程度上决定物种之间能否共存，从而影响土壤生物群落结构。因此，不同管理方式（土地利用、耕作与水肥管理、种植制度与作物品种等）对土壤空间性质的影响不同，可能对土壤生物多样性的影响也不同。 土壤的四维性

土壤系统在不同尺度都存在强烈的三维空间变异，并且同时在不同时间尺度上也存在着第四维变异。土壤生态学研究的尺度问题土壤是地球上最复杂的物理环境。土壤孔隙等高度的空间异质性为生物提供了不同的栖息环境，这提醒我们了解土壤生物必需注重尺度的选择。 观点：土壤可视为一个异质的生物景观。不同微域，由于不同的理化条件而支持不同的生物。因此，整个土体的生态功能并非是所有微域的简单平均。最著名的例子是根际rhizosphere

和土体bulk soil 的截然不同。空间和时间的变异与不同的尺度交接在 和 一起，因此我们了解土壤生物的分布及影响都需要对时空变异有充分的考虑 第三章土壤生态系统的初级生产者

基本概念：土壤生态系统初级生产者/细根/根系碳淀积/根际/根际对话

土壤生态系统的初级生产者是指利用太阳能或简单无机物作为食物的自养生物，如绿色植物、土壤藻类以及某些光能和化能自养细菌。高等植物主要通过地上部的凋落物和地下部的根系与土壤生态系统进行着物质和能量交换；植物生长及其代谢产物在凋落物和根系上均有所反映，对土壤生物及非生物环境有重要影响。当然，土壤生态系统也主要通过对死