第七章 土壤生态系统

开旷的草原适宜善于竞走的大型植食动物的生活，如骆驼、黄羊 等，以写居为主的齿齿类动物也是草原上常见的第一性消费者。
分布于较湿润环境的主要有中生杂类草或莎草科植物组成的草甸 与草原不同。
荒漠
主要分布于亚热带和温带极端干燥少雨的地区，在北半球形成一 条明显的荒漠地带。我国的荒漠主要分布于西北和内蒙古地区。南 半球的智利、澳大利亚和南非也有分布。 极端大陆性气候，年降水量少，变率很大，蒸发量大于降水量数 倍。温度变化剧烈，尤以日温差最大。并多有风沙与尘暴。 由于食物资源比较单调和贫乏，动物种类不多，数量也少。常见 的有昆虫、蜥蜴、齿齿类和某些鸟类。 生产力极低。为地球上各类生态系统中生产力最低者之一。然而 由于荒漠地区年日照比较高，生长季热量充足，在有条件的地方， 当加以施肥与灌溉，荒漠可以成为局部高产的环境。
（二）土壤的组成、结构
• • • • • • --------图
•土壤中的有机质包括两大类： 1 、矿物质组成 •①原始残体及半分解的有机质； -----表 土壤中的矿物质（无机物）源于岩石的风化作用 。 2 、土壤粒组 •②新形成的腐殖质 从起源来说，土壤中的矿物质包括了岩石碎屑、原 3 、土壤质地 生矿物和次生矿物三个部分。 •有机残体在土壤中的转化有两种不同的途径。 (1)砂质土类 :砂质土类是指以砂粒为主的土壤， •一种叫矿质化过程，也就是分解过程。即有机残体在细 4 、土壤结构 岩屑是大块岩石破坏后的残屑，但仍然是一种矿物 通常砂粒含量在70％以上 。分出两种具体的质 CO2 菌和真菌的作用下彻底氧化分解为尤机矿质养分与 质的集合体； •土壤团聚体或结构体按形态一般分为球 5 、土壤有机质 和地类型：砂土和壤砂土。 H2O的过程。
南迦巴瓦峰土壤垂直带谱（彭补拙）
1000
河谷准热带季雨林黄色赤红壤带
第二节 生态系统
（一） 生态系统的概念 （二）生态系统的组分和结构 （三） 生态系统的功能 （四） 生态系统的反馈调节与生态平衡 （五） 几种主要的陆地生态系统
（一） 生态系统的概念
• 生态系统就是指在一定空间内生物成分(生 物群落)和非生物成分(物理环境)通过物质 循环和能量流动相牛作刚、互相依存而形 成的一个生态学功能单位
典型亚热带常绿阔叶林分布于我国长江流域、朝鲜和日本的南部、 美国东南部以及新西兰等地。气候多受季风影响，四季较明，夏季 高温潮湿多雨，冬季少雨不甚严寒。该类常绿阔叶林的植物种类和 群落结构也相当复杂。但远不如热带雨林，其生产力仅次于热带雨 林。
温带落叶阔叶林
几百万年以前，这类森林几乎扩展到整个北半球温带，更新世的 冰川和干旱把它们分割成：西欧、东亚和北美。在我国主要分布 于华北地区。 气候四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。 构成主要树种是栎、山毛榉、槭、椴、桦等。具有比较宽薄的叶 片，秋冬落叶，春夏长叶，群落的垂直结构一般都具有四个非常 清楚的层次：乔木层、灌木层、草本层和苔藓地衣层。藤本和附 生植物极少。各层植物冬枯夏荣，季相变化十分鲜明。
• • • • • • • 1、热带雨林生态系统 2、亚热带常绿阔叶林 3、温带落叶阔叶林 4、北方针叶林 5、温带草原 6、荒漠 7、冻原
热带雨林
分布在赤道两侧纬度２０º 范围内，以南美亚马孙河流域、 东南亚热带地区和非洲刚果河流域面积最大、发育的最好。 终年高温多雨，土壤多砖红壤。
植物种类极为丰富，是其他生态系统无与伦比的。
-------图
（三） 生态系统的功能
（三） 生态系统的功能 生态系统的基本功能，就是单向的能量流动、 循环式的物质流动和信息的传递 • 生态系统的能量流：通过生态系统的能量单向 流动。林德曼 (Lindeman) 的百分之十率：后一 营养级上的生产量远小于前一级 , 其能量转化效 率大约为10%。 • 生态系统的物质循环：生态系统中各种有机物 1、化学通讯信息流 质，经过分解者分解成可被生产者利用的形式 2、机械通讯信息流 归还环境中重复利用，周而复始地循环。 • 生态系统中的信息传递： 3、辐射通讯信息流
冻原
典型的寒带生态系统，分布于欧亚大陆和北美大陆的北部边缘地 带，形成一条大致连续的冻原地带。这里冬季寒冷漫长，夏季凉爽 短促，降水量少，风力强劲，土壤下面常有永冻层存在。这种冷湿 的环境常造成植物的生理性干旱。
植被的种类组成很贫乏，总共只有约100-200种植物。主要是苔藓、 地衣和莎草科、禾本科、十字花科的多年生草本植物，以及杨柳科、 石楠科与桦木科的矮小灌木。 动物种类贫乏，主要有驯鹿、北极狐、北极熊、狼和旅鼠等。夏 季多有候鸟迁来繁息。 生产力很低，主要受低温限制，生长缓慢所致。 我国没有位于广大平坦地区的平地冻原，仅于长白山和阿尔泰山 顶部有面积很小的山地冻原分布。
亚热带常绿阔叶林
主要分布于南北纬度２５º －４０º 之间的亚热带地区。气候温暖， 降水较多，生长季长，生物种类丰富，构成森林的树种多具有宽阔 常绿的叶子。由于各地气候条件与动植物区系的差异，又可以 分 为两类：
硬叶常绿阔叶林 分布于具有地中海型气候的区域里，入地中海 周围地区、加利福尼亚、澳大利亚西南部等地。冬季温暖多雨， 夏季干热。发育着旱生特征很明显的硬叶常绿阔叶林，乔木以栎 类为主。林下灌木和草本植物相当繁茂。
冬季严寒而漫长，夏季温凉而短促。降水量比较丰富，以降雪为 主要形式。
植物区系比较贫乏，乔木以云杉、冷杉、松、落叶松等植物为主。 动物以麋、黑熊、鹿、貂和齿齿类为多，此外尚有虎、驯鹿等。 生产力较低，但林木寿命长，植物物质的现存量高，蕴藏着丰富 的木材资源和林副产品。
温带草原
由低温、旱生、多年生草木植物组成的生态系统。主要分布在欧 亚大陆温带，自多瑙河下游向东经罗马尼亚、苏联和蒙古，直达我 国东北和内蒙古等地，构成世界上最宽广的草原带。 大陆性气候，降水量少，多集中于夏季，且年际变化大。 植被主要由丛生禾木针茅、羊茅、须芒草等组成，混有多种双子 叶杂类草。普遍具有叶面积狭小、具绒毛、叶片内卷、气孔下陷、 根系发达等旱生特征。群落结构简单，一般仅有一或二个层。季相 更替则十分频繁而鲜明，有时出现十分华丽的外貌。
（二）生态系统的组分和结构
1、生态系统的组分
2、生态系统的结构
1、生态系统的组分
• • • • （1）非生物成分 包括太阳辐射能、H2O、CO2、O2、 （2）生产者 各种无机盐类和蛋白质、脂肪、糖类、 生产者(Producers)包括所有的绿色 （3）消费者 腐殖质等有机物质。它们是生物赖以 植物、蓝藻和为数不多的光合细菌与 生存的物质和能量的源泉。 消费者 (Consumers)包括各类动物，属于 （4）分解者 化学能合成细菌。
消费者动物有鼠、松鼠、鹿、鸟类、以及狐、狼和熊等。
温带落叶阔叶林地区也有针叶林分布，在我国多为油松林和侧柏 林。
北方针叶林
分布于北纬４５º －７０º 之间的寒温带地区，即从挪威向东伸延， 经瑞典、芬兰、俄罗斯和西伯利亚、越过白令海峡到达阿拉斯加和 加拿大。横贯欧亚大陆和北美的北部，形成一条完整的针叶林地带。
2、生态系统的结构
• （1）食物链 在生态系统中以生产者植物为起点，一些生物 • （2）食物网 有机体以吃和被吃的关系，即通过食物的关系 • （3）营养级 彼此联结而形成的—个能量与物质流通的系列 各个食物链彼此交织、错综联结形
即为食物链(Food chain) 成复杂的能量与物质流通的网络， 在生态系统的食物网中，凡是以相同的方式获 此即食物网(Foodweb) 它有两个主要类型：即捕食食物链 (Predator 取相同性质食物的植物类群和动物类群可分别 food chain)和碎屑食物链(Dctrital food chain)。 称作为一个营养级。换句话说，在食物网中从 生产者植物起到顶部肉食动物止，在各食物链 上凡属同一级环节上的所有生物种就是一个营 养级。
-------图
（四） 生态系统的反馈调节与生态平衡
-------图
• 当生态系统处于相对稳定状态时，生物之 间和生物环境之间出现高度的相互适应与 协调，种群结构与数量比例持久地没有明 显变化，能量和物质的输入与输出大致相 等，以及结构与功能之间相互适应并获得 最佳协调关系，这种状态就是生态平衡 (Ecological balance). -------图 • 反馈调节
• 2、土壤的分布
• 由于成土因素如气候、生物具有地带性分布规律，导致土壤的分布具 有地带性分布规律 • 图4-15 中国土壤水平地带分布模式
•
图 南迦巴瓦峰土壤垂直带普
3.理想土壤的成分体积比例
表4.1 土壤颗粒分组
颗粒名称 砾石 粗砂 细砂 粉砂 直径(mm) <2.00 2.00~0.2 0.2~0.02 0.02~0.002
公司
徽标
第7章 土壤 生态系统
第6章 土壤 生态系统
第一节 土壤
第二节 生态系统
第一节 土壤
（一）土壤和土壤肥力 （二）土壤的组成、结构
（三）土壤的分类与分布
（一）土壤和土壤肥力
• 土壤：地球陆地表面能够生长植物的疏松 表层 • 土壤肥力：指土壤为植物生长不断地供应 和协调养分、水分、空气和热量的能力
粘粒
<0.002
返回
返回
海拔(m)
返回
北坡 同南坡
南坡 百度文库山冰雪带
高山寒冻风化壳状地衣高山寒漠土带 高山寒带草甸高山草甸土带 亚高山寒带灌丛亚高山灌丛草甸土带
山地寒温带暗针叶林山地漂灰土带
山地暖温带针阔混交林山 地棕壤带
山地暖温带针阔混交林山地暗棕壤带
山地准亚热带半常绿阔叶林山地黄棕壤带 山地亚热带常绿阔叶林山地黄壤带
状、板状(片状)、块状和柱状四种基本形 (2) 粘质土类:粘粒占优势的土壤属于粘质土类， 原生矿物是岩屑进一步分解破坏、矿物集合体分散 态。 •一种称为腐殖化过程，其产物是腐殖质。 粘粒的含量 — 般不低于 40％。可分出粘土、砂 后的产物； • 土壤共计有 7 种结构形态：疏粒状、团 •腐殖质：有机残体在微生物不完全分解时的中间产物， 质粘土和粉砂粘土三个具体类型。 粒状、片状、棱块状、团块状、棱柱状、 次生矿物是原生矿物化学风化或蚀变后的新型矿物 能重新合成一类性质较稳定的有机高分子化合物，称为 圆柱状 (3) 壤质土类:壤质土可以看作是砂粒、粉砂粒和 腐殖质。 粘粒三者在比例上均不占绝对优势的—类混合土 壤。
（三）土壤的分类与分布
• 1、土壤的分类
• 前苏联采用的是8级土壤分类系统：土类、亚类、土属、土种、亚种、 变种、土系、土相。 • 美国采用的是土纲、亚纲、土类、亚类、土族、土系6级分类系统。 • 中国采用的是土纲、亚纲、土类、亚类、土属、土种、变种7级分类 系统。共分出12个土纲、27个亚纲、60个土类、234个亚类。土纲有 铁铝土、淋溶土、中淋溶土、钙层上、干旱土、漠土、初育土、半水 成土、水成土、盐碱土、人为土和高山土 • 表4-3 中国土壤系统分类土纲和亚纲（1995）
生态系统中的反馈（正反馈（左）和负反馈（右））
污染↑ ↑ ↑ 污染↑ ↑ 污染↑
狼↑ 狼↓ 狼 饿 死 狼 吃 饱 吃了 吃了 较少 较多 兔子 兔子
鱼死亡↑
鱼死亡↑ ↑
鱼死亡↑ ↑ ↑
兔 吃 饱
兔 饿 死
兔↑ 兔↓ 吃了 大量 的草 植物↓ 植物↑
吃了 较少 的草
（五） 几种主要的陆地生态系统
其结构因植物种类繁多，生活型各异而非常复杂。 丰富的食物和适宜的环境条件养育着种类繁多的动物。尤 其爬行类、两栖类和昆虫的数量和种类最多。此外营树栖 生活的灵长目动物也比较多，而大型食草动物比较贫乏。 我国的热带雨林主要分布于台湾南部、海南岛和西双版纳等 地。种类组成和结构比较简单，已属雨林的北部边缘类型。
-------图
异养生物。它们不能利用太阳能制造食物， 分解者 (Decomposers)主要指细菌、真菌和一 只能直接或间接依靠生产者植物为食物资 些原生动物。它们把动植物的排泄物和死亡的有 源获取所需要的能量，维持其生存。消费 机残体等复杂的有机物逐渐分解为简单的无机物 者根据其食性不同又分为植食动物 释放到环境中，被生产者重新吸收利用，所以分 (Herbivores)和肉食动物 (Carnivores) 。 解者又称为还原者 (Reducers) ，它们在有机物 的降解过程中获得能量和营养物质。