生物与土壤
土壤生物与土壤有机质
7、菌根
真菌的菌丝侵入植物根部 后，和植物根组织生活在一起， 称为菌根。
其真菌称为菌根真菌。
8、原生动物（protozoon） 数量有68000多种。一般在每平米15厘米深
的土壤里有10-100亿个(1-10万个/克土)原生动物， 它们的活重在耕层达150-200磅/每英亩。
原生动物是动物中最低级的。 典型种类有: 变形虫
4、放线菌（actinomycetes） • 放线菌是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢
子每克土壤中的细胞数在104～106变动。
• 链霉菌属，占70%～90%；其次为诺卡氏菌属占10%～ 30%；小单胞菌属占第三位，只有1%～15%。它们的大 部分均属好氧腐生菌。
• 产生抗生素，对其他有害菌能起拮抗作用。
真 菌 菌 落
3、霉菌
• 对土壤通气性非常敏感； • 霉菌在酸性土壤中能生活，在酸性土壤中具有明显的
优势; • 霉菌多数分布在有机质丰富，通气好的表层土壤中; • 较常见的有青霉、毛霉、链霉和曲霉四个属的许种; • 霉菌的数量在正常情况下，每克土壤中有0.1-1百万
个，相当于每平方米100-1000亿个，其生物量可达每英 亩500- 5000磅; • 霉菌是土壤中异养型微生物的重要部分。
腐殖质与矿物质土粒紧密结合，不能用机械方法 分离。
有机质总量的85%-90% 对土壤物理、化学、生物学性质都有良好作用。 土壤肥力水平主要标志。
二、土壤有机质的组成和性质
1、化学元素组成： 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N; C/N比大约在10-12之间。
2、有机质的组成（腐殖质）
化合物组成可分为: 腐殖物质（Humic Substance) 非腐殖物质（Non-Humic Substance)
【地理】高三一轮复习：3.4生物和土壤(教案)
第三单元陆地和海洋第4讲生物和土壤【导学提示】内容精析生物在陆地环境形成和发展中的作用。
土壤的形成及其在陆地环境中的作用。
学法指导(1)列表比较法。
对于典型植物对环境的指示作用，可以列表对比总结，一目了然。
植物名称植物形态指示环境叶子柔嫩，硕大；根系很不发莲水湿环境达骆驼刺叶子变成细刺，根系根发达干旱的沙漠环境迎风面蒸发加剧，树叶逐渐萎树冠指向盛行风向旗形树蔫死亡铁芒萁、茶树酸性土壤碱蓬叶子常退化而贴伏茎上碱性土壤矮牵牛二氧化硫污染(2)图导分析法。
图表分析绿色植物在地理环境中的作用。
A．代表O2 B．代表CO2 C．代表O2 D．代表CO2 E．代表氮气G．代表游离氧 N．代表枯枝落叶 M．代表植物从土壤中吸收化学元素F．代表CO2 H．代表重碳酸盐、铝、镁、磷、硫和腐殖质等【能力提升站】请思考：为什么热带森林中的植物会出现分层分布的变化？提示：植物的生长需要的光照条件不同。
喜光植物分布在向阳和森林的上层，喜阴植物分布在背阳、隐蔽或森林底层。
请分析：地球表面热量是怎样变化的，这种变化对植物有什么影响？提示：地球表面的热量从赤道向两极递减，随着热量和温度的变化，形成了不同的植被带。
【自主探究】 一、生物的分布与环境1、影响植物分布最重要的因素是 （ ） A ．地形 B ．气候 C ．土壤 D ．水文 答案：A2、根据教材填写下表，分析环境对生物分布的影响： 气候因素影响光照是绿色植物生活的必要条件。
林中上层或向阳坡分布喜光植物；密林底层或背阴坡分布喜阴植物热量 从赤道到两极形成了各种不同的植被 水分从沿海向内陆形成了森林、草原、荒漠等不同的植被景观风迎风面树枝受损，背风面树枝生长，形成旗形树冠热量和水分从山麓到山顶形成垂直分布的植被带 3、读下面两图，回答下列问题。
想一想：为什么说植物是自然环境的一面镜子？提示：由于植物的生长对环境的依赖性很大，而且它能产生某些适应现象与其生长的环境保持统一，因此在很大程度上，植物是自然环境的一面镜子。
生物与土壤
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《自然地理学III》(生物与土壤)试题(一)
《自然地理学III 》（生物与土壤）试题（一）一、填空：（每空1分，共25分）1、土壤次生矿物根据构造和性质大体可分为 、 和三类。
2、土壤的热状况可分为 、 和 三个类型。
3、《中国土壤分类暂行草案》是以土壤 原则，以 作为分类基础。
4、生物进化的方式主要有 、 两种。
5、植物对光照强度的适应生态类型有 、 和。
6、种群根据其年龄结构可分为 、 和 三个基本类型。
7、相同自然带内，草地的生物种类比林地 ，远离大陆的岛屿比靠近大陆的岛屿生物种类 。
8、世界上最大的鸟类是 ，最大的陆栖动物是 。
9、从整个生物圈角度可把物质循环分为 和 两大类型。
10、自然地理环境组成主要包括 、 和 等三个方面。
1、土壤肥力2、生态系统3、自然区划4、竟争5、生物多样性三、比较题（每题5分，共10分）1、棕壤与褐土2、热带雨林和寒温带针叶林生物群落。
四、问答题（每题6分，共30分）1、土壤粒级，土壤质地和土壤结构的概念有何不同？2、生物是怎样适应环境的？3、群落的演替分几种，各有什么特点？4、什么是生态系统的反馈调节机制？5、什么是土地分等？分等的依据是什么？五、论述题（每题10分，共20分）1、试述土壤矿物质风化的阶段性和地带性。
2、试述欧亚大陆生物群落水平分布规律及成因。
《自然地理学III 》（生物与土壤）试题（二）一、填空题（每空1分，共25分）1、土壤矿物按其成因类型，可分为 和 两大类。
2、土壤有机质通常分为两大类： 、 。
3、土壤的水平分布规律，包括 和 。
4、在生物进化史上， 是高等植物的祖先； 纪是生物界由水生到陆生的转折点。
5、根据植物对光周期的适应，可分为 、 和三个基本类型。
6、生态系统的平衡包括 、 和 三个方面。
7、造成自然地理环境地域分异和差异的因素可归纳为和两大类。
8、我国的草原有 、 和 三种类型。
9、自然地理环境的主要特征是： 、 和 。
10、生物多样性是指 、 和 三个主要层次。
第七节生物与土壤的关系
团 粒 结 构
团粒结构能有效地调节土壤供水与保水的矛盾、供肥与保肥的矛盾
非毛管空隙
2. 土壤水分对动物的影响 大多数昆虫在行为行为上是正趋湿性的 土壤昆虫的垂直迁移现象 例：叩头虫 水分过多或水淹对土壤动物不利甚至导致死亡 3. 土壤空气对生物的影响 与地面大气相比较， 低 O2 高 CO2 是土壤空气的突出特征
小花碱茅 (Puccinelia tenuiflora) ：又称星星草，禾 本科多年生牧草，抗寒、耐旱 、尤其抗盐碱，在 pH10 土壤 含盐量达 2-3% 时，仍能正常 生长繁殖，是治理和改良盐碱 草地、碱斑地的首选草种。 株高可达 30-60cm ，分 蘖能力强，叶片细长，牛、羊 等都喜采食。实验证明，在含 量为 3% 的盐碱地上种小花碱 茅， 3 年后含盐量降到 0.2% 。 土壤 pH 值由 8.8 降到 7.5 。
白刺 (Nitraia tangutorum ) 具刺 灌木，是海滨盐碱沙地、盐渍化 沙地上的先锋植物。喜盐碱，耐 干旱，可在 1% 的土壤含盐量条 件下生长良好，可用于改良盐碱 地以及防风固沙。 茎多分枝，铺散地面，先端 针刺状；核果卵形，熟时暗红色 ；果酸甜可食，种仁能榨油及代 粮；入药有调经活血、消食健脾 之效；叶可作牲畜饲料。
二、土壤物理性质及其对生物的影响
1. 土壤物理性质的概念
土壤的“三相”构成：固相、 液相、气相 土壤的物理性质是指土壤的质 地、结构、容重、孔隙 度等特征。
土壤质地：土壤中不同大小的 土粒（固相颗粒）的百分比 组合
国际制土壤粒级分类标准
粒级 石砾 粗砂 细砂 粉砂 粘粒 粒径 mm >2 2-0.2 0.2-0.02 0.02-0.002 <0.002
梭梭（ Haloxylon mmodendron ） 藜科 落叶小乔木，有时呈灌木状，高 1-4m 。树皮灰黄色。叶鳞片状。 果时自背部先端以下 1/3 处生膜质翅，翅以上的花部分稍内曲并包围 果实、胞果黄褐色。 分布于内蒙古、新疆、甘肃、青海、生于海拔 150-1500 （ 260 0 ） m 处的沙漠中。蒙古、前苏联也有分布。优良薪炭材，珍贵药材 肉苁蓉的寄主。国家三级保护渐危种。
土壤生物和土壤有机质性质及作用
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
2.2.1 土壤生物
1、土壤生物多样性
• A、原生动物：单细胞真核生物，104-105 个/g土。鞭毛虫、变形虫
• B、后生动物：多细胞动物。线虫、蠕虫、 蚯蚓、蚂蚁 疏松土壤，破碎植物残体
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
C、微生物
细菌 （bacteria）
放线菌 （actinomyces ）
真菌 （fungi）
藻类
(algae) 原生动物 （protozoon）
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
2、微生物营养类型
• 1）化能有机营养型：异养型，需要有机化合
物作为碳源，并从氧化有机化合物的过程中获得 能量。大多数细菌、几乎全部真菌和原生动物。
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
不同土壤生态系统的有机质
荒漠，SOM 少,<0.n DT/ha
森林下，SOM丰富
102 DT/ha
土壤生农物业与土土壤壤：有根茬等,n DT/ha 机质性质和作用
农 业
作物根系、残茬 及根系分泌物
土
壤
有
农家肥
机
质
来
源 工业、生活垃圾
三种形态：新鲜土有壤机生质物、与半土分壤有解有机质、腐殖质
• 2）化能无机营养型：自养型，以CO2为碳源，
从氧化无机化合物中取得能量。亚硝酸菌、硝酸 菌等。
土壤生物与土壤有 机质性质和作用
• 3）光能有机营养型：光能异养型，能量来
自于光，需有机化合物作为氢供体以还原CO2， 并合成细胞物质。
• 4）光能无机营养型：自养型，利用光能进
行光合作用，以无机化合物作为氢供体以还原 CO2，并合成细胞物质。
高考地理-生物、土壤及地理环境
专题三生物、土壤及地理环境整体性和差异性一．【生物】1.生物的分布与环境：气候是影响植物分布最重要的因素2.植物对环境的指示作用：植物对气候的指示作用及物候对农时、农事的指示作用——枣发芽，种棉花；植物对干旱环境的指示作用——骆驼刺（刺状叶，根系发达）植物对湿润环境的指示作用——莲（叶子柔嫩、硕大，根系不发达）植物对环境污染的指示作用——矮牵牛（叶片伤害，花完好）植物对酸性土壤的指示作用——铁芒萁(大量生长于酸性红壤的山坡)植物对碱性土壤的指示作用——碱蓬生物在地理环境中的作用:改造了大气圈：原始大气成分为CO2、CH4、H2、NH3，现在大气以氮气、氧气为主。
改造了水圈：改变水的化学成分，改善陆地水分状况。
改造了岩石圈：加快了岩石的风化，促成了土壤的形成。
二．【土壤】1.土壤的概念：是指陆地表面具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层。
2.土壤的肥力特征及重要性（1）土壤肥力：指土壤能同时并不断地供应和调节植物在生长过程中所需的水分、养分、空气、热量的能力。
具有肥力，能生长植物是土壤的本质属性，是土壤对人类和地理环境最为重要最具意义的因素。
（2）土壤的组成：土壤由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成。
理想土壤的组成3.土壤的形成（1）形成过程①岩石风化过程：形成疏松母质，释放矿物养分。
②低等植物着生过程：形成原始土壤，积累有机质和养分。
③高等植物作用过程：形成成熟土壤，有机质更加丰富，并经微生物分解形成腐殖质。
（2）生物对土壤形成的主导作用：在生物的生长更新过程中，伴随着有机质的积累过程和养分元素的富集过程，从而使土壤颗粒发生团聚，改善母质性状，形成并增强土壤肥力。
我国几种典型土壤的分布地区及其特点类型分布地区特点黑土东北平原北部土壤中富含腐殖质，比较肥沃黄土黄土高原华北平原土层深厚，但有机质含量不高，缺磷少氮，还有不少盐碱地沙地。
需要增施有机肥，补充磷肥、氮肥，防治水土流失，综合治理旱、涝、碱、沙红壤长江以南的广大丘陵铁、铝成分较多，有机质少，酸性强，土质黏重，是我国南方的低产土壤之一，需要增施有机肥料，补充熟石灰加以改造紫色土四川盆地自然肥力高，富含各种盐类及多种微量元素，酸碱条件适中可在风化母岩上直接刨耕引种水稻土主要分布在秦岭—淮河以南，以及长江中下游平原、珠江三角洲、四川盆地和台湾西部平原在人类生产活动(长期种植水稻)中形成的特殊土壤。
土壤与土壤生物地球化学过程：土壤生物地球化学过程的原理与应用
土壤生物地球化学过程的应用前景
土壤肥力提升：通过调控土壤生物地 球化学过程，提高土壤养分含量，提
升土壤肥力
土壤污染修复：利用土 壤微生物、植物和动物 等生物资源，进行土壤 污染修复，改善土壤环
境质量
土壤生态恢复：通过调 控土壤生物地球化学过 程，恢复土壤生态系统 的生产力、生物多样性
等功能
土壤生物地球化学过程面临的挑战与机遇
• 植物模型：通过建立植物生长、养分吸收、水分蒸腾等过程的 数学模型，模拟植物生长的动态变化
• 土壤生态系统模型：通过建立土壤生态系统能量流动、物质循环、 生态服务功能等过程的数学模型，预测土壤生态系统的变化趋势
05
土壤生物地球化学过程的未来展望
土壤生物地球化学过程的研究趋势
土壤生物地球 化学过程的多 尺度研究：通 过融合微观、 中观、宏观等 多个尺度的研 究，揭示土壤 生物地球化学 过程在不同尺 度上的相互作
03
土壤生物地球化学过程的应用
土壤肥力与生物地球化学过程的关系
• 土壤肥力是指土壤供应植物生长所需养分、水分和其他生长因子的能力 • 土壤生物地球化学过程对土壤肥力的影响
• 有机物分解：土壤微生物和动物参与有机物分解，释放养分和能量，提高土壤肥力 • 养分循环：土壤微生物和动物参与氮、磷、钾等养分的固定、矿化和吸收过程，影响土壤肥力 • 土壤结构：土壤生物活动影响土壤团聚体形成和稳定性，从而影响土壤肥力
土壤污染与生物地球化学过程的关系
• 土壤污染是指土壤中有毒物质含量超过正常范围，对生态系统和人类健康造成危害的现象 • 土壤生物地球化学过程对土壤污染的影响
• 有机污染物降解：土壤微生物参与有机污染物降解，降低污染物浓度，减轻土壤污染 • 无机污染物转化：土壤微生物和动物参与无机污染物转化，改变污染物形态，影响其迁移和生物有效性 • 土壤生物修复：利用土壤微生物、植物和动物等生物资源，进行土壤污染修复，改善土壤环境质量
土壤与生物多样性
过度使用或滥用农用化学品已经导致环 境、尤其是土壤和水资源环境的退化。
/soils-2015/zh
#IYS2015
©仝毖谄谏 - 2015久4迁
植物 芽与根有机物 来自植、动物和微 生物的废物、残留及
代谢物
线虫 食根者
真菌 菌根及腐生类
细菌
第一营养级 光合作用系统
第二营养级 分解者、依生生物、 病原体、寄生食根者
为了耕种而砍伐森林或清除草场 会影响土壤环境，大大减少土壤 生物的数量和种类。
节肢动物 碎食者
线虫 食真菌及细菌者
Protozoa
原生动物 变形虫、鞭毛虫、
纤毛虫
第三营养级 碎食者、捕食者、
刮食者
节肢动物 捕食者
线虫 捕食者
鸟类 动物
第四营养级 高级捕食者
第五及更高营养级 更高级捕食者
土壤生物多样性与农业
诸如生态农业、农林业、保护性农业、有机农业和免耕等 农业系统和农业生态方法可以在土壤和水资源不退化的情 况下持续地提高农业生产力。
成千上万种细菌和放线菌
土壤生物在土壤生态系统中发挥重要作用：
维护土壤结构
养分循环
调节土壤水文过程
co
气体交换和碳封存
o
土壤脱毒 有机质分解 抑制害虫、寄生虫和疾病
生物多样性对 粮食安全和营养至关重要。
食品和药品的来源
与植物及其根系的共生 和非共生关系
植物生长控制
土壤食物网
当这些不同的土壤生物彼此间以及与生态系统中的植物和动物相互作用时， 它们形成一个复杂生态活动网。
土壤与生物多样性
土壤为地球四分之一的 生物多样性提供栖息之地
土壤是自然界最复杂的生态系统之一：它含有无数的生物， 它们相互作用并促进维持所有生命的全球循环。
微生物与土壤
土壤生物在土壤形成过程中的作用微生物除具有生物的共性外,也有其独特的特点,正因为其具有这些特点,才使得这样微不可见的生物类群引起人们的高度重视.(一)种类繁多,分布广泛种类极其繁多——已发现的微生物达10万种以上,新种不断发现.分布非常广泛——可以说微生物无处不有,无处不在.极端环境:冰川,温泉,火山口等极端环境;土壤:土壤是微生物的大本营,一克沃土中含菌量高达几亿甚至几十亿;空气:空气中也含有大量微生物,越是人员聚集的公共场所,微生物含量越高;水:水中以江,湖,河,海中含量高,井水次之;动植物体表及某些内部器官:如皮肤及消化道等.微生物的多样性已在全球范围内对人类产生巨大影响.土壤中微生物的种类繁多,几乎所有的微生物都能从土壤中分离筛选得到,要分离筛选某中微生物,多数情况都是从土壤采取样品.首先微生物为人类创造了巨大的物质财富,目前所使用的抗生素药物,绝大多数是微生物发酵产生的,以微生物为劳动者的发酵工业,为工,农,医等领域提供各种产品.另外微生物也为人类带来巨大危害,如疫病的传播,并且引起疫病传播的新微生物种类总不断出现.(二)生长繁殖快,代谢能力强大肠杆菌(Escherichia coli)在适宜的条件下,每20分钟即繁殖一代,24小时即可繁殖72代,由一个菌细胞可繁殖到47×1022个,如果将这些新生菌体排列起来,可绕地球一周有余;生理基础:因为微生物的代谢能力很强, 由于微生物个体微小,单位体积的表面积相对很大,有利于细胞内外的物质交换,细胞内的代谢反应较快.极大的物质资源:正因为微生物具有生长快,代谢能力强的特点,才使得微生物能够成为发酵工业的产业大军,在工,农,医等战线上发挥巨大作用;在物质转化中的作用:如果没有微生物,自古以来的动,植物尸体不能分解腐烂,早已是动,植物尸体堆积如山,布满全球.(三)遗传稳定性差,容易发生变异微生物个体微小,对外界环境很敏感,抗逆性较差,很容易受到各种不良外界环境的影响;另外,微生物的结构简单,缺乏免疫监控系统, 很容易变异.微生物的遗传不稳定性,是相对高等生物而言的,实际上在自然条件下,微生物的自发突变频率为10-6左右.微生物的遗传稳定性差,给微生物菌种保藏工作带来一定不便.另一方面,正因为微生物的遗传稳定性差,其遗传的保守性低,使得微生物菌种培育相对容易得多.通过育种工作,可大幅度地提高菌种的生产性能,其产量性状提高幅度是高等动,植物所难以实现的.生物是土壤有机物质的来源和土壤形成过程中最活跃的因素。