普通生态学

王汨 殷旭旺

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 生态学的定义
    • 1.2 新建课程目录
    • 1.3 生态学的研究内容及分支学科
    • 1.4 生态学的研究方法
    • 1.5 生态学与社会
  • 2 生物与环境
    • 2.1 生态因子
    • 2.2 最小因子、限制因子与耐受限度
  • 3 生物与环境的相互作用
    • 3.1 光的生态作用及生物对光的适应
    • 3.2 温度的生态作用及生物对温度的适应
    • 3.3 水对生物的作用及生物对水的适应
    • 3.4 土壤的理化性质及其对生物的影响
  • 4 种群及其基本特征
    • 4.1 种群的概念
    • 4.2 种群的动态
      • 4.2.1 种群统计学
      • 4.2.2 种群的增长模型
      • 4.2.3 自然种群的数量变动
    • 4.3 种群调节
  • 5 生活史对策
    • 5.1 种群生活史
    • 5.2 繁殖成效与策略
    • 5.3 R选择和K选择
    • 5.4 性选择
  • 6 种内与种间关系
    • 6.1 种内关系
      • 6.1.1 密度效应
      • 6.1.2 性别生态学
      • 6.1.3 领域和社会等级
      • 6.1.4 化感作用(他感作用)
    • 6.2 种间关系
      • 6.2.1 种间竞争
      • 6.2.2 捕食与共生作用
      • 6.2.3 寄生作用
  • 7 群落的组成与结构
    • 7.1 生物群落
    • 7.2 群落的种类组成
    • 7.3 群落的结构
    • 7.4 群落组织-影响群落结构的因素
  • 8 群落的动态
    • 8.1 生物群落的内部动态
    • 8.2 生物群落的演替
      • 8.2.1 演替的概念
      • 8.2.2 演替的类型
      • 8.2.3 演替系列
      • 8.2.4 新建课程目录
      • 8.2.5 演替方向
      • 8.2.6 演替过程的理论模型
      • 8.2.7 演替顶级学说
  • 9 群落的分类与排序
    • 9.1 群落分类
      • 9.1.1 植物群落分类的单位
      • 9.1.2 中国植物群落的分类和命名
      • 9.1.3 植物群落的命名
    • 9.2 群落排序
土壤的理化性质及其对生物的影响


1.定义

土壤发育于地球陆地表面,能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。它提供给生物生活所必需的矿质元素、水分和氧气。

2.土壤分层

A层(腐殖质-淋溶层):厚度在10厘米左右,含有丰富的有机物和腐殖质;

B层(淀积层):由上层土淋滤出来的有机物、盐类、以及粘土颗粒组成;

C层(母质层):风化的成土母岩组成。

D层(原始层):为未风化的基岩。

3.土壤组成成分

土壤是由固体、液体(土壤水分)和气体(土壤空气)组成的三相复合系统。其中空隙约占50%,土壤空气和水分各占15%~35%。

土壤的性质可以大致分为物理性质、化学性质及生物性质三个方面,三类性质相互联系、相互影响,共同制约着土壤的水、养、气、热等肥力因子状况,并综合地对植物产生影响。下面我们就从这3个方面来讲述。

 


1.定义

土壤的物理性质主要指质地、结构、孔隙度、容重等。

土壤基本粒级主要包括:石砾、砂粒、粉粒、粘粒四个部分。

当量粒径(有效直径):指与同质的标准球形颗粒沉降速度相同的土粒直径或半径(建立在颗粒分析方法上)。

2.土壤质地

土壤质地又称机械组成,指土壤中各粒级矿质颗粒(砾、砂、粉、粘)的相对重量百分比。

根据土壤质地,可以把土壤分为三类九级,砂土、壤土、粘土是土壤质地的三个基本类别。

(1)砂土 

砂土土壤质地较粗,含砂粒较多,粘粒少,土壤疏松,粘结性小,大孔隙较多,通气透水性较强,但蓄水性能差,易干旱。此外,有机质分解快,养料易流失,保肥性能差。

(2)壤土:

壤土土壤质地较均匀,砂粒、粘粒和粉砂大致等量,物理性质良好,通气透水,有较好的保水保肥能力,大部分植物种在此类土壤中生长良好。

(3)粘土:

粘土土壤质地较细,以粘粒和粉砂居多,结构致密,干时硬。

由于含粘粒多,颗粒表面积大,保水保肥能力强,但因土粒细小,孔隙小,通气透水性能差。

3.土壤结构

土壤是由许多大小、形状各异的土团、土块或土片等构成的,它们被称为土壤团聚体或土壤结构体;可分为团粒状、块状、核状、柱状、片状等结构。


团粒结构土壤最适宜植物生长,这是因为团粒结构是由土壤中的腐殖质把矿质颗粒互相粘结成直径为0.25~10mm的小团块而形成的,具团粒结构的土壤能粒好协调土壤中水分、肥、气、热之间的矛盾,保水保肥能力强。一般土壤中团粒结构越多,肥力越高。


1、pH值

pH值指土壤溶液中H离子浓度,土壤pH值多在4~9之间。

中国土壤,大多数在pH4.5~8.5之间,在地理分布上有“东南酸西北碱”的规律性。大致可以长江为界,长江以南的土壤为酸性或强酸性,长江以北的土壤多为中性或碱性。我国土壤的酸碱性南北差异很大,如吉林、内蒙古、华北的碱土pH值有的高达10.5,而广东省鼎湖山、海南五指山的黄壤,pH值有的低至3.6~3.8。

(1)土壤酸性形成机理:

在多雨的自然条件下,降水量大大超过蒸发量,土壤及其母质的淋溶作用非常强烈,土壤溶液中的盐基离子易随滤水向下移动,使土壤中金属离子减少,这时,溶液中的H+取代金属离子被土壤所吸附,使盐基饱和度下降, H+饱和度增加,引起土壤的酸化;

(2)土壤碱性形成机理:

干旱半干旱气候带,大气降水量远远低于蒸发量,岩石、矿物的风化释放出来的碱金属和碱土金属的简单盐类,不能彻底地淋出土体,而大量的积聚于土壤和地下水中,这些简单的盐类大部分是碳酸盐和重碳酸盐,这些盐类水解可以产生碱。碱性物质主要是钙、钠、镁的碳酸盐和重碳酸盐,以及胶体表面所吸附的交换性钠。

(3)土壤酸碱性对养分元素有效性的影响

在酸性条件下,由于矿物质的强烈风化和淋溶,土壤中的K、Ca、Mg、P等营养元素易出现缺乏,另一方面,强酸性又会导致Fe、Al、Mn的过于活化和毒害作用,强碱性会导致Na+对植物产生毒害作用。

(4)土壤酸碱性对微生物活性的影响

各类微生物最适条件:细菌—中性;放线菌—偏微碱性; 真菌—酸性(3~6);土壤pH高于8.5和低于5.5,都不适宜微生物活动,绝大多数微生最适pH条件为中性。

2、土壤矿质营养元素

植物生长发育所需的大量元素如钙、钾、镁、氮、磷、硫和铁,微量元素如硼、铜、锰、钼、锌等。氮、磷、钾是土壤缺乏的元素,通过施肥来补充。

土壤养分保持在不溶性的无机化合物、有机碎屑物和腐殖质中,它们通过缓慢的风化和腐殖质化才能成为有效养分,为植物所吸收利用。不同土壤的养分含量有很大差异。

 


生活在土壤中的生物包括动物、植物和微生物。

1、土壤微生物

特点:

我们可以用六个字来概括土壤微生物的特点,那就是:小、大、多、快、强、异

作用:

(1)转化土壤中各种物质的状态

(2)改变土壤的理化性质;

(3)构成土壤肥力;

(4)土壤微生物的种类和数量是土壤环境条件的综合反映。

2、土壤动物

占优势的类群是蚯蚓、线虫、昆虫、蚂蚁、蜗牛螨类、啮齿类动物(鼠类)和其它昆虫等。

3、植物根系的作用

(1)植物根系可以增加下层土壤的有机质和阳离子交换量,并促进土壤结构的形成。细根的周转量非常高。

(2)根系腐烂后留下许多孔道,可以改善土壤的通气性,并有利于重力水下排。

(3)根系分泌物以及根系周围的微生物能促进矿物和岩石的风化。

自然界中,植物的生长繁育必须以土壤为基础,土壤在植物生长繁育中有下列不可取代的特殊作用:

4.土壤对植物生长的作用

(1)营养库的作用;

(2)养分转化和循环作用;

(3)雨水涵养作用;

(4)生物的支撑作用;

(5)稳定和缓冲环境变化的作用。