地球科学概论生物群落与生态系统.pptx
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地球科学概论生物群落与生态系统,第七章生物群落与生态系统,地球科学概论生物群落与生态系统,7.1土壤,地球科学概论生物群落与生态系统,一、土壤的基本概念,1、土壤的定义:
土壤是指陆地表面具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层2、土壤在地理环境中的作用见课本P145,地球科学概论生物群落与生态系统,地球科学概论生物群落与生态系统,被风化的岩石圈表层称为风化壳。
土壤在地球表面所构成的覆盖层称为土壤圈。
土壤圈的规模虽然不能和其它圈层相比,但它对生命乃至人类的重要性却是不容忽略的。
地球科学概论生物群落与生态系统,土壤圈三特征,空间上:
土壤圈处于大气圈、水圈、岩石圈生物圈的交接地带;性质上:
土壤圈是生物有机体和无机环境之间强烈的相互作用面;功能上:
土壤圈与其它圈层间进行着不断的质与能量交换;,地球科学概论生物群落与生态系统,二、土壤的肥力特性及其重要性,地球科学概论生物群落与生态系统,1、土壤的本质属性肥力,(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要的水分、养分、空气、热量的能力,矿物质,地球科学概论生物群落与生态系统,是土壤的物质基础,成土母质风化形成的土壤颗粒,释放钾、磷钙镁等养分,有机质(包含腐殖质)释放氮,是土壤肥力的重要标志水分和空气使土壤中能通气透水,又能蓄水保温,运动和变化影响肥力,2、土壤的物质组成,理想土壤的成分体积比例,地球科学概论生物群落与生态系统,土壤的组成示意图,地球科学概论生物群落与生态系统,3、土壤与农业生产的关系,地球科学概论生物群落与生态系统,土壤是农业生产最基本的自然资源土壤是一种永续性的可更新资源,三、土壤的形成,1、土壤形成的过程,裸露岩石成土母质原始土壤,风化作用,微生物,草本植物,低等植物木本植物,耕作培育,成熟土壤生土,熟土肥耕土作土壤,地球科学概论生物群落与生态系统,岩石在风化作用下形成成土母质在微生物和低等植物作用下形成原始土壤在高等生物、微生物作用下形成成熟土壤在人类长期的耕作和培养下形成:
耕作土壤,地球科学概论生物群落与生态系统,土壤形成的过程,土壤是成土母质在诸多环境因素的共同作用下,经过一系列物理、化学和生物化学的作用而形成的。
土壤与大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间存在着经常性的物质与能量交换。
严格说来,任何与土壤在时间和空间上有联系的因素都对土壤形成有影响。
但一般认为,气候、生物、母质、地形、时间和人为活动等因素比较重要。
影响土壤形成的主要因素,地球科学概论生物群落与生态系统,一、母质因素,地球科学概论生物群落与生态系统,母质是土壤形成的物质基础,土壤性质与母质性质密切相关。
母质对土壤有如下方面的影响:
1、影响土壤质地在岩石风化过程中,易风化的矿物首先风化形成粘粒,难风化的矿物则保留下来形成土壤的粗粒部分。
不同母岩的矿物组成不同,形成的土壤的质地也不同。
例:
砂岩含大量石英砂,所形成的土壤质地较砂。
玄武岩几乎不含石英砂,以易风化的矿物为主,所以形成的土壤质地较粘。
地球科学概论生物群落与生态系统,2、影响土壤矿质养分的储量土壤中的矿质养分大部分是从母质中继承下来的。
富含矿质养分的母质上发育的土壤中,矿质地养分一般比较丰富。
缺乏矿质养分的土壤上发育的土壤中一定缺乏矿质养分。
例:
基性岩发育的土壤,铁、镁含量一定高;石灰岩发育的土壤钙含量可能较高。
地球科学概论生物群落与生态系统,3、影响土体层次构造:
有些母质具有明显的层次性,所发育的土壤一般也具有类似的层次构造。
例:
河流冲积母质一般具有层次性,在河流冲积母质上发育的土壤,多具有层次性。
地球科学概论生物群落与生态系统,气候因素,地球科学概论生物群落与生态系统,直接影响通过土壤与大气之间经常进行的水分和热量交换,对土壤水、热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度产生的影响。
通常温度每增加10,化学反应速度平均增加1-2倍;温度从0增加到50,化合物的解离度增加7倍。
在寒冷的气候条件下,微生物分解作用非常缓慢,使有机质积累起来;而在常年温暖湿润的气候条件下,微生物活动旺盛,全年都能分解有机质,使有机质趋于快速循环,间接影响对岩石风化过程、外力地貌形态以及动、植物和微生物的活动等进行控制而间接地影响土壤的形成和发育。
从干燥的荒漠地带或低温的苔原地带到高温多雨的热带雨林地带,随着温度、降水、蒸发以及不同植被生产力的变化,化学与生物风化逐渐增强,有机残体归还逐渐增多,风化壳逐渐加厚,土壤趋于成熟。
气候因素,地球科学概论生物群落与生态系统,三、地形因素,地球科学概论生物群落与生态系统,地形指地表的形态特征。
地形不直接对土壤的形成产生影响,而是间接地影响土壤的形成过程。
它的影响主要有两个方面:
1、影响母质类型的形成:
地球科学概论生物群落与生态系统,地形条件支配母质的搬运和堆积。
不同地形部位上分布着不同的母质类型。
2、改变地带性气候特征:
海拔不同,坡向不同,温度和气候就有差异。
同一地区,海拔高的山地上,气温低,湿度大;低丘的顶部易旱,洼地易过湿。
同一山体,南坡较温暖,“阳坡”,北坡较阴凉,“阴坡”。
这些条件的差异,轻者影响土壤性状,重者影响土壤类型。
地球科学概论生物群落与生态系统,四、生物因素,地球科学概论生物群落与生态系统,包括植物、土壤动物、土壤微生物生物因素是土壤形成的一个极其重要的因素。
从某种意义上说,没有生物,就没有土壤的形成。
生物因素的作用体现在如下几个方面:
1、有机质的累积绿色植物利用光能合成有机物。
有机残体归还土壤后,在微生物的作用下,一方面释放部分养分,另一方面形成腐殖质。
没有生物,土壤就不能累积腐殖质,土壤也就不成为土壤了。
地球科学概论生物群落与生态系统,2、植物营养元素的富集绿色植物在生长过程中,根系能把土壤深层的养分吸收,残体回归土壤后,又释放到表层,使土壤表层的营养元素富集,同时比例也越来越符合植物营养的要求。
3、促进团粒结构的形成,地球科学概论生物群落与生态系统,生物对土壤形成的作用,地球科学概论生物群落与生态系统,时间因素,地球科学概论生物群落与生态系统,土壤是一个经历着不断变化的自然实体,形成过程是相当缓慢的。
在酷热、严寒、干旱和洪涝等极端环境中,以及坚硬岩石上形成的残积母质上,可能需要数千年的时间才能形成土壤发生层。
但在变化缓和的环境条件中、在利于成土过程进行的疏松成土母质上,土壤剖面的发育要快得多。
时间为其它成土因素提供了发挥作用的舞台。
它影响其它因素的作用程度。
在其它因素相同的条件下,时间越长,土壤的发育程度就越高。
在一定条件下,土壤发育到一定程度,就会与环境达成平衡,即达到稳定状态。
地球科学概论生物群落与生态系统,六、人为因素,地球科学概论生物群落与生态系统,人为因素指人为活动对土壤形成的影响。
这里所指的人为活动主要是农业耕作活动。
农业活动的历史越长,生产力水平越高,对土壤的影响就越深刻。
农业活动以外的人为活动对土壤的影响也越来越广泛,越来越深刻(如:
工业生产、交通运输、旅游服务、战争等)。
人类因素,地球科学概论生物群落与生态系统,人类活动通过改变其它成土因素而作用于土壤的形成与演化,农业生产活动是一个重要途径。
通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性;通过灌溉改变土壤的水分、温度状况;,人类因素,种耕作土壤。
通过农作物的收获将本应归还土壤的部分有机质剥夺,改变土壤的养分循环状况;通过施用化肥和有机肥补充养分的损失,改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等;农业生产活动最终将自然土壤改造成为各,地球科学概论生物群落与生态系统,人类活动的影响:
形成高产稳产的耕作土壤,地球科学概论生物群落与生态系统,改造方式:
灌溉、施肥、翻耕等合理耕作经营:
土壤不断改良,保持和提高土壤肥力(3)不合理耕作经营:
土壤沙化、盐碱化和水土流失等,壤,小结,土壤在地理环境中的作用土壤肥力水分、养分、空气、热量土壤组成:
矿物质、有机质、空气、水分土壤形成的过程,岩石在风化作用下形成成土母质在微生物和低等植物作用下形成原始土壤在高等生物、微生物作用下形成成熟土壤在人类长期的耕作和培养下形成:
耕作土壤气候、生物、母质、地形、时间和人为活动等因素对土壤形成的作用。
地球科学概论生物群落与生态系统,土壤剖面,分层性是土壤的特征之一,能够代表土壤分层特征的最小的柱状体称为土壤单体。
土壤单体的垂直切面称为土壤剖面。
O枯枝落叶层A腐殖质层E淋溶层淀积层母质层土壤单体和土壤剖面,地球科学概论生物群落与生态系统,土壤剖面,地球科学概论生物群落与生态系统,暗棕壤剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,潮土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,黄绵土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,黑钙土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,龟裂性土剖面,地球科学概论生物群落与生态系统,红壤剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,褐土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,灰化土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,黑土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,黄壤剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,灌淤土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,栗钙土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,石灰土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,磷质石灰土剖面,地球科学概论生物群落与生态系统,灰钙土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,石膏盐盘棕漠土剖面图,地球科学概论生物群落与生态系统,世界地带性土壤分布图,地球科学概论生物群落与生态系统,
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