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。