土壤因子的生态作用及生物的适应

第三章 生物与环境

第四节 四、土壤因子的生态作用及生物的适应 （一）土壤因子的生态作用

定义：土壤 ＝ 岩石圈表面能够生长动物、植物的疏松表层， 陆生生物生活的基质，

提供生物生活所必须的矿物质元素和水分。 ＝ 所有陆地生态系统的基础

生态系统中物质与能量交换的重要场所；

生态系统一些重要过程在土壤中进行（分解、固氮） ＝ 生态系统生物部分和无机环境部分相互作用的产物

重要性：植物根系和土壤之间具有极大的接触面，发生着频繁的物质交换，∴土壤是一个重要的生态因子。

控制环境以获得更多收成时，气候因素不易改变，但能改变土壤因素 增加 研究土壤因素的重要性。

土壤特征：固体（无机体和有机体） 液体（土壤水分） 三相复合系统（考试） 气体（土壤空气）

每个组分都具有自身理化性质，相互间处于相对稳定或变化状态。 液相和气相处于相当均匀的状态，固相不均匀 固相包括：无机部分（一系列大小不同的无机颗粒）

矿质土粒、二氧化硅、硅质粘土、金属氧化物和其他无机成分； 无机元素（矿物质）：13种

有机部分：主要包括有机质 适于植物生长的土壤按容积计： 固体部分：矿物质占38％； 有机质占12％；

空隙（土壤水分和土壤空气）约占50％ 土壤空气和土壤水分各占15～35％

土壤具有特定生物区系：例、细菌、真菌、放线菌等土壤微生物 藻类、原生动物、轮虫、线虫、环虫、 软体动物和节肢动物等动植物。 25克森林腐植土中霉菌11km

生物有机体的作用：土壤中有机物质的分解和转化 元素生物循环

影响、改变土壤的化学性质和物理结构

各组分及其相互关系 → 影响土壤性质和肥力 → 影响生物生长 生物生长发育 需要 土壤不断地供给水分、养料、温度和空气。 土壤肥力：土壤及时满足生物对水、肥、气、热要求的能力。 19世纪中期，Liebig提出矿质营养理论。 长期施用大量化肥 — 引起土壤板结； 土壤中的物质转化 — 依赖于土壤的生物作用 （土壤动物、微生物）

土壤中动物、微生物的活动 — 取决于营养元素和能源物质， 并受土壤理化性质影响。

∴土壤肥力 ＝ 土壤物理、化学、生物等性质的综合反映

要具有高肥力 — 必须使土壤具有良好的物理、化学性质和生物活性功能。

（二）植物对土壤因子的适应

植物对于长期生活的土壤会产生一定的适应特性 形成 各种以土壤为主导因素的植物生态类型 *根据对土壤酸度反应 —— 划分为 酸性土、中性土、碱性土植物生态类型

*根据对土壤矿质盐类（如钙盐）的反应——划分为 钙质土植物（南天竺、青冈）和嫌钙植物

*根据对土壤含盐量的反应 —— 划分出盐土和碱土植物

*根据对风沙基质的关系 —— 划分为抗风蚀沙埋、耐沙割、抗日灼、耐干旱、耐贫瘠等一系列生态类型。

盐碱土 = 盐土和碱土以及各种盐化、碱化土的统称。

在我国内陆干旱和半干旱地区，由于气候干旱，地面蒸发强烈，在地势低平、排水不畅或地表径流滞缓、汇集的地区，或地下水位过高的地区，广泛分布着盐碱化土壤。 在滨海地区，由于受海水浸渍，盐分上升到土表形成次生盐碱化。

盐碱土所含的盐类：

最多的是NaCl、Na2SO4、Na2CO3以及可溶性钙盐和镁盐。 盐土所含的盐类：NaCl和Na2SO4（均为中性盐） ∴pH是中性的，土壤结构尚未破坏。

土壤的碱化过程 = 指土壤胶体中吸附有相当数量的交换性钠。 交换性钠占交换性阳离子总量20％以上的土壤称为碱土。

碱土含Na2CO3较多，强碱性（pH≥8.5），上层的结构被破坏，下层为坚实的柱状结构，通透性和耕作性能极差。

不同盐类对植物危害程度的大小次序排列： MgCl2＞Na2CO3＞NaHCO3＞NaCl＞MgSO4＞Na2SO4。 阳离子：Na+＞Ca2+

阴离子：CO32ˉ＞HCO3ˉ＞Clˉ＞SO42ˉ

土壤表层含盐量超过6‰时 —— 大多数植物已不能生长， 极限 = 可溶性盐含量达到10‰以上

盐土对植物生长发育的不利影响 ① 引起植物的生理干旱

盐类提高土壤溶液的渗透压 —— 引起植物的生理干旱， 不能从土壤中吸收到足够的水分，甚至导致水分从根细胞外渗。 ② 伤害植物组织

盐类积聚在表土时常伤害根、茎交界处的组织。 伤害能力以Na2CO3、K2CO3为最大。 ③ 引起细胞中毒

土壤盐分浓度过大 —— 植物体内积聚的大量盐类 —— 使原生质受害，蛋白质的合成受到严重阻碍， —— 导致含氮的中间代谢产物积累，使细胞中毒。 ④ 影响植物的正常营养

由于Na的竞争 —— 植物对K、P和其他元素的吸收减少， P的转移也受到抑制 —— 影响植物的营养状况。

⑤ 在高浓度盐类的作用下，气孔保卫细胞的淀粉形成过程受到妨碍，气孔不能关闭，即使在干旱期也是如此，因此植物容易干旱枯萎。

碱土对植物生长的不利影响： ①土壤的强碱性能毒害植物根系

②土壤物理性质恶化，土壤结构受到破坏，质地变劣，

形成了一个透水性极差的碱化层（B层），湿时膨胀粘重，干时坚硬板结。

具有一系列适应盐、碱生境的形态和生理特性的植物统称为盐碱土植物。 盐碱土植物：盐土植物 + 碱土植物两类（在中国盐土为主） （1）盐土植物

内陆：旱生盐土植物（Xero－halophytes） 海滨：湿生盐土植物（hygro－phytes）

如、大米草（Speatina anglica）(入侵物种)、红树植物 形态特征：植物体干而硬；叶子不发达，蒸腾表面强烈缩小， 气孔下陷；表皮具有厚的外壁，常具灰白色绒毛。 在内部结构上，细胞间隙强烈缩小，栅栏组织发达。

生理特征：具有一系列抗盐特性，根据适应特点不同分为3类 ① 聚盐性植物（＝真盐生植物）

能从土壤里吸收大量可溶性盐类，并积聚在体内而不受伤害。 ∵原生质对盐类的抗性特别强，能容忍60‰甚至更浓的Nacl溶液。

特点：细胞液浓度也特别高，并有极高的渗透压（特别是根部细胞的），∴能吸收高浓度土壤溶液中的水分。

② 泌盐性植物（＝耐盐植物）

吸进盐分，不积累在体内；通过茎、叶表面上密布的分泌腺（盐腺），把所吸收的过多盐分排出体外（泌盐作用）。

特点：能在含盐多的土壤上生长，但在非盐渍化土壤上生长得更好。∴看作是耐盐植物。 ③ 不透盐性植物（＝抗盐植物）

根细胞对盐类的透过性非常小，几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类。 特点：这类植物细胞的渗透压也很高，但是由于体内含有较多的可溶性有机物质（如，有机酸、糖类、氨基酸等），细胞的高渗透压提高了根系从盐碱土中吸收水分的能力。

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