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文檔簡(jiǎn)介
1、土壤生態(tài)學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 土壤生態(tài)(系統(tǒng))學(xué)土壤生態(tài)(系統(tǒng))學(xué)1 1 土壤生態(tài)學(xué)的發(fā)展及研究展望土壤生態(tài)學(xué)的發(fā)展及研究展望2 2 土壤生態(tài)在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的地位土壤生態(tài)在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的地位3 3 土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能類型土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能類型4 4 土壤生態(tài)系統(tǒng)中生物及其功效土壤生態(tài)系統(tǒng)中生物及其功效5 5 土壤微生物及生態(tài)功能土壤微生物及生態(tài)功能6 6 土壤與環(huán)境土壤與環(huán)境7 7 濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)與保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)與保護(hù)8 8 土壤退化生態(tài)系統(tǒng)及土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)土壤退化生態(tài)系統(tǒng)及土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)2 土壤生態(tài)在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的地位土壤生態(tài)在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的地位2.1 土壤生態(tài)
2、系統(tǒng)是可解剖的實(shí)體土壤生態(tài)系統(tǒng)是可解剖的實(shí)體2.2 土壤是陸地生物所需水分的樞紐土壤是陸地生物所需水分的樞紐2.3 土壤是能流的轉(zhuǎn)化機(jī)土壤是能流的轉(zhuǎn)化機(jī)2.4 土壤是生物養(yǎng)分庫(kù)土壤是生物養(yǎng)分庫(kù)2.5 土壤是消毒凈化器土壤是消毒凈化器2.6 土壤生態(tài)位與土壤生態(tài)型土壤生態(tài)位與土壤生態(tài)型2.1 土壤生態(tài)系統(tǒng)是可解剖的實(shí)體土壤生態(tài)系統(tǒng)是可解剖的實(shí)體1)土壤生態(tài)系統(tǒng)的定義及生態(tài)樣塊的概念)土壤生態(tài)系統(tǒng)的定義及生態(tài)樣塊的概念 土壤生態(tài)系統(tǒng):是土壤中生物與非生物環(huán)境的相互作用通過能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成的整體。 土壤生態(tài)樣塊(胞體):土壤覆蓋被的最小組成單元(可以理解為由許多相同的土壤個(gè)體組成的土壤聚合體土
3、系)。土壤個(gè)體與聚合體土壤個(gè)體與聚合體 單個(gè)土體是指能進(jìn)行單個(gè)土體是指能進(jìn)行描述和采樣,從而能據(jù)描述和采樣,從而能據(jù)以鑒定所有土層和排列,以鑒定所有土層和排列,以及其他一系列特征變以及其他一系列特征變異的最小土體。異的最小土體。 聚合土體是土壤分類聚合土體是土壤分類的最小單位。土壤系統(tǒng)的最小單位。土壤系統(tǒng)分類中由相連且近似的分類中由相連且近似的單個(gè)土體組合而成聚合單個(gè)土體組合而成聚合土體。土體。 聚合土體的最小面積聚合土體的最小面積大于大于1m2,最大面積未,最大面積未特別限定。特別限定。土壤剖面、單個(gè)土體土壤剖面、單個(gè)土體與聚合土體示意圖與聚合土體示意圖2)土壤生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn))土壤生態(tài)系統(tǒng)的
4、特點(diǎn) (1)土壤生態(tài)系統(tǒng)是可解剖的樣塊或?qū)嶓w;(2)土壤生態(tài)系統(tǒng)本身是一個(gè)開放體系,(3)土壤生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器,或者說是一個(gè) 具有機(jī)能的自然體。3)土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 第一層:第一層:近地面的大氣層的光、熱、水(能源因素);第二層:第二層:生物地被帶,由地面上的生物群落與地面下的生 物群落,包括植株占有空間及其根系所及土層, 相應(yīng)的伴 生的土中動(dòng)物與微生物群。第三層:第三層:巖石風(fēng)化帶,這一層既是礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素與水分的 補(bǔ)給基地,也是受下淋物質(zhì)影響的淋溶淀積地 帶,某些由上層下淋的物質(zhì)在此淀積或經(jīng)此而進(jìn) 入地質(zhì)循環(huán)。4)陸地土壤生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)生與分化)陸地土壤生態(tài)系統(tǒng)的
5、產(chǎn)生與分化 分化樣塊1樣塊2樣塊n單元土壤生態(tài)系統(tǒng)單元土壤生態(tài)系統(tǒng)單元土壤生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域土壤生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域土壤生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域土壤生態(tài)系統(tǒng)地域土壤生態(tài)系統(tǒng)地域土壤生態(tài)系統(tǒng)陸地土壤生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)亞系統(tǒng)草原生態(tài)亞系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)亞系統(tǒng)(土壤生態(tài)系統(tǒng) 也相應(yīng)分化) 從宏觀來看,整個(gè)陸地表面,除卻裸露而堅(jiān)硬的巖體、水體以及某些極端干旱與寒冷地區(qū)無生物著生的地表外,都屬于土壤生態(tài)系統(tǒng)。也就是說,陸地生態(tài)系統(tǒng)的范圍就是土壤生態(tài)系統(tǒng)的研究范圍。2.2 土壤是陸地生物所需水分的樞紐土壤是陸地生物所需水分的樞紐1)全球水循環(huán))全球水循環(huán)全球水循環(huán)(全球水循環(huán)(%) 水的小循環(huán)水的小循環(huán)降雨降雨=植被水植被水+土壤水土壤水
6、+地下水地下水+地表水地表水+蒸散蒸散2)固體物質(zhì)的流失、搬運(yùn)與沉積)固體物質(zhì)的流失、搬運(yùn)與沉積運(yùn)輸者運(yùn)輸者沉積量沉積量/(10萬萬t/a)合計(jì)合計(jì)大陸侵蝕大陸侵蝕0.469.76河流河流9.3風(fēng)蝕風(fēng)蝕0.060.36冰川冰川0.1海洋沉積海洋沉積6.211.2淺水淺水3m510深水深水3m1.2固體物質(zhì)由大陸向海洋的運(yùn)積估算固體物質(zhì)由大陸向海洋的運(yùn)積估算3)植物需水量)植物需水量 1hm2森林每天蒸發(fā)量因樹種與地區(qū)不同有較大差異,在20-5000L之間;在生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)1hm2小麥需水3750t,相當(dāng)于375mm的降水量,可供生產(chǎn)12.5t的干物質(zhì),而水稻需水量就更大了。 植物全生育期內(nèi)總吸水量
7、與凈余總干物重(扣除呼吸作用的消耗等)的比率。由于植物所吸收的水分絕大部分用于蒸騰,所以需水量也可認(rèn)為是總蒸騰量與總干物重的比率。如用每形成 1克干物質(zhì)需要蒸騰水分的克數(shù)表示,則稱蒸騰系數(shù)。如稻的蒸騰系數(shù)為680,小麥為540,玉米為370。 4)水循環(huán)示意圖)水循環(huán)示意圖水循環(huán)示意圖(水循環(huán)示意圖(mm)2.3 土壤是能流的轉(zhuǎn)化機(jī)土壤是能流的轉(zhuǎn)化機(jī) 碳是生物重要的生命物質(zhì),碳源在自然界存在的形式是多種多樣的,單為綠色植物光合作用所用的碳素質(zhì)有空氣中游離的CO2及溶于水中的CO2,這為第一性生產(chǎn)者的生產(chǎn)力提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。1)自然界中的碳循環(huán))自然界中的碳循環(huán) 自然界中的碳循環(huán)自然界中的碳循環(huán)(
8、1kcal = 4.1868kj)A:生產(chǎn)者(森林與草類植物)需要1860109t有機(jī)物質(zhì)作為呼吸消耗; 5109t用來補(bǔ)償火災(zāi)的損失;B:動(dòng)物生活所需為2109t;C:人類生活所需為0.6109t;D:腐生鏈呼吸所需為84.5109t; :大氣與海洋中的碳量;、:被氧化作用排入大氣的CO2數(shù)量,其中包括呼吸、火災(zāi)、燒煉獄 發(fā)酵工業(yè)等;:為動(dòng)植物與人類以及細(xì)菌和真菌所需的碳量(干重,t);:為各類生物所利用的營(yíng)養(yǎng)物料的重量(t);:為石質(zhì)化的碳源。由此不難看出,在生態(tài)系統(tǒng)各組成分中儲(chǔ)藏于土壤表層或土壤剖面中的腐殖質(zhì)量,一部分氧化進(jìn)入大氣,一部分儲(chǔ)藏于土壤中,成為維系土壤肥力的基質(zhì)之一。2)大型
9、生態(tài)系統(tǒng)的凈第一生產(chǎn)力和植物量)大型生態(tài)系統(tǒng)的凈第一生產(chǎn)力和植物量 據(jù)R.H.Whitlakek與E.Likenms(1972)研究,綠色植物的光和產(chǎn)物全球總和為1885106t,其中陸地生態(tài)系統(tǒng)為1852106t,海洋第一性生產(chǎn)力甚低,僅3.3106t。在森林生態(tài)系統(tǒng)中以熱帶森林最高為900106t,此為溫帶森林,再次為北方森林;熱帶稀樹干草原為60106t,耕地與溫帶草原植物量干重相等,亦為14106t,沼澤植物產(chǎn)量較高為24106t(如下表)。3)陸地生物量與腐殖質(zhì)生成量)陸地生物量與腐殖質(zhì)生成量 項(xiàng)目項(xiàng)目質(zhì)量質(zhì)量/t能量能量/kcal大陸生物量31012510121.5109腐殖質(zhì)量2
10、.410121.31019森林生物量/腐殖質(zhì)21024腐殖質(zhì)量/草本生物量10302030陸地生物量與腐殖質(zhì)生成量陸地生物量與腐殖質(zhì)生成量 在植物生長(zhǎng)的同時(shí),也有不少凋落物歸還土壤,隨凋落物歸還土壤的灰分與氮素?cái)?shù)量大約為111081109 t ,而隨水進(jìn)入江湖的固體物質(zhì)總量為1.61010 t ,反映了土壤生態(tài)系統(tǒng)在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的地位。4)三種不同生態(tài)系統(tǒng)的碳通量)三種不同生態(tài)系統(tǒng)的碳通量 B.A.柯夫達(dá)研究了三種土壤生態(tài)類型的物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn),從生產(chǎn)者、消費(fèi)者與腐解者食物鏈的轉(zhuǎn)化對(duì)比了森林土壤生態(tài)系統(tǒng)、草甸草原土壤生態(tài)系統(tǒng)與農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)土壤中物質(zhì)生成、轉(zhuǎn)化與消耗狀況,同時(shí)也對(duì)比了
11、相應(yīng)的能量傳遞狀況(如下表):2.4 土壤是生物養(yǎng)分庫(kù)土壤是生物養(yǎng)分庫(kù) 植物生長(zhǎng)發(fā)育不斷從土壤中吸收礦質(zhì)養(yǎng)分,主要有C、H、O 、N、S、P、K、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Ba、Mn、B等等。 通過植物的生生死死,動(dòng)物與人類的利用以及微動(dòng)物和細(xì)菌的分解:一方面維系著生物圈的生命循環(huán);另一方面通過選擇吸收不斷改變著土壤環(huán)境,使之更有利于生物的繁育與進(jìn)化。 通過物質(zhì)循環(huán)過程是主要的植物營(yíng)養(yǎng)元素在土壤庫(kù)中富集,而一些職務(wù)不需要或需要量甚少的礦質(zhì)元素以及某些易溶性元素則通過淋溶而丟失,導(dǎo)致貧化,從而引起植物缺素,使地殼表層的土壤圈變得十分復(fù)雜。1)氮素循環(huán))氮素循環(huán) 2)磷素循環(huán))磷素循環(huán) 3)硫
12、循環(huán)特點(diǎn))硫循環(huán)特點(diǎn) 2.5 土壤是消毒凈化器土壤是消毒凈化器1)生命物質(zhì)的化學(xué)元素組成)生命物質(zhì)的化學(xué)元素組成 2)地方病與土壤污染)地方病與土壤污染 在工業(yè)不發(fā)達(dá)的過去,由于地質(zhì)原因某些地區(qū)缺乏或富集某些元素,往往引起地方病,如氟牙、大骨節(jié)與克山病等。隨著工業(yè)的發(fā)展,某些重金屬元素(如汞、鉛)或者危害人類健康的有機(jī)化合物,如六六六與DDT等等,通過飲用水或食物鏈進(jìn)入人體、畜或魚、禽、獸體內(nèi),從而造成危害動(dòng)植物個(gè)體,進(jìn)而又影響人類。3)土壤的凈化功能)土壤的凈化功能 大量的植物殘?jiān)c動(dòng)物的死亡肢體一般都 是通過土壤中的生物腐解而凈化的;污染物進(jìn)入土壤可以通過生物與物理化學(xué) 過程逐步降解;所以
13、土壤庫(kù)是凈化器和消毒機(jī)。總之,土壤生態(tài)系統(tǒng)位居陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心,如土壤生態(tài)功能降低或因嚴(yán)重退化而使功能喪失,米然導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的衰亡,所以保護(hù)土壤生態(tài)系統(tǒng)是保護(hù)陸地生態(tài)系統(tǒng)與生物圈的關(guān)鍵。2.6 土壤生態(tài)位與土壤生態(tài)型土壤生態(tài)位與土壤生態(tài)型1 1)土壤生態(tài)位)土壤生態(tài)位生態(tài)位理論的研究概況生態(tài)位理論的研究概況溫度濕度濕度溫度溫度生態(tài)位生態(tài)位空間生態(tài)位空間生態(tài)位營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位多維生態(tài)位多維生態(tài)位Hutchinson的生態(tài)位模式圖的生態(tài)位模式圖 pH生態(tài)位:生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)的對(duì)特定生態(tài)因子的綜合生態(tài)位:生物完成其正常生活周期所表現(xiàn)的對(duì)特定生態(tài)因子的綜合適應(yīng)位置。即用某一生物的每一
14、個(gè)生態(tài)因子為一維(適應(yīng)位置。即用某一生物的每一個(gè)生態(tài)因子為一維(X),以生物),以生物對(duì)生態(tài)因子的綜合適應(yīng)性(對(duì)生態(tài)因子的綜合適應(yīng)性(Y)為指標(biāo)構(gòu)成的超幾何空間)為指標(biāo)構(gòu)成的超幾何空間。生態(tài)位寬度(生態(tài)位寬度(niche breadth)是指物種利用資源多樣性的一個(gè)指標(biāo)。是指物種利用資源多樣性的一個(gè)指標(biāo)。生態(tài)位寬度也就是有機(jī)體單位所利用的各種各樣不同資源的總和。生態(tài)位寬度也就是有機(jī)體單位所利用的各種各樣不同資源的總和。在現(xiàn)在資源譜中,僅能利用一小部分資源的生物,就稱為狹生態(tài)位在現(xiàn)在資源譜中,僅能利用一小部分資源的生物,就稱為狹生態(tài)位的,而能利用其很大部分資源的生物則稱為廣生態(tài)位的。的,而能利用
15、其很大部分資源的生物則稱為廣生態(tài)位的。生態(tài)位寬度的計(jì)算公式生態(tài)位寬度的計(jì)算公式 生態(tài)位寬度以香農(nóng)生態(tài)位寬度以香農(nóng)威納多樣性指數(shù)為基礎(chǔ)生態(tài)位指數(shù)計(jì)算。威納多樣性指數(shù)為基礎(chǔ)生態(tài)位指數(shù)計(jì)算。為減少計(jì)算,可把資源分為若干等級(jí),并調(diào)查記錄各個(gè)物種利用資為減少計(jì)算,可把資源分為若干等級(jí),并調(diào)查記錄各個(gè)物種利用資源等級(jí)的數(shù)值。源等級(jí)的數(shù)值。 式中式中Bi為為i種的生態(tài)位寬度;種的生態(tài)位寬度;Nij為為i種利用種利用j資源等級(jí)的數(shù)值;資源等級(jí)的數(shù)值;r為生態(tài)位資源的等級(jí)數(shù)。生態(tài)位寬度的變動(dòng)范圍從為生態(tài)位資源的等級(jí)數(shù)。生態(tài)位寬度的變動(dòng)范圍從0 0到到1 1,0 0表示沒表示沒有利用,有利用,1 1表示對(duì)所有的等
16、級(jí)同樣地利用了。表示對(duì)所有的等級(jí)同樣地利用了。1lg()(lglgijijijijiNNNNBr)G EHutchinson(1957)利用數(shù)學(xué)上的點(diǎn)集理論,把生態(tài)位看成是利用數(shù)學(xué)上的點(diǎn)集理論,把生態(tài)位看成是一個(gè)生物單位一個(gè)生物單位(個(gè)體、種群或物種個(gè)體、種群或物種)生存條件的總集合體,并把生生存條件的總集合體,并把生態(tài)位分為基礎(chǔ)生態(tài)位態(tài)位分為基礎(chǔ)生態(tài)位(fundamental niche)和現(xiàn)實(shí)生態(tài)位和現(xiàn)實(shí)生態(tài)位(realized niche),并認(rèn)為,一個(gè)動(dòng)物的潛在生態(tài)位,并認(rèn)為,一個(gè)動(dòng)物的潛在生態(tài)位(potential niche)在某一在某一特定時(shí)刻時(shí)很難被完全占有的。特定時(shí)刻時(shí)很難被
17、完全占有的。 這一思想無論是在確定生物的生這一思想無論是在確定生物的生態(tài)位還是在闡明其與其它生物之間的關(guān)系時(shí)都是很有用的。態(tài)位還是在闡明其與其它生物之間的關(guān)系時(shí)都是很有用的。E.R. Piankd(1983)則認(rèn)為,一個(gè)生物單位的生態(tài)位就是該生物單則認(rèn)為,一個(gè)生物單位的生態(tài)位就是該生物單位適應(yīng)性的總和位適應(yīng)性的總和 。生物生境。生物生境(habitat)與生態(tài)位的差異僅在于:生與生態(tài)位的差異僅在于:生態(tài)位概念中包括生物開拓利用其環(huán)境的能力,也包括生物與環(huán)境態(tài)位概念中包括生物開拓利用其環(huán)境的能力,也包括生物與環(huán)境相互作用的方式。相互作用的方式。綜現(xiàn)生態(tài)位的報(bào)道,研究者們從不同的角度分別提出了氣候
18、生態(tài)位綜現(xiàn)生態(tài)位的報(bào)道,研究者們從不同的角度分別提出了氣候生態(tài)位(climatic niche) 、溫度生態(tài)位、溫度生態(tài)位(temperate niche)、水分生態(tài)位、水分生態(tài)位(moisture niche)、食物生態(tài)位、食物生態(tài)位(feeding niche)、營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位、營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位(nutrient niche)、基礎(chǔ)、基礎(chǔ)生態(tài)位、實(shí)際生態(tài)位、潛在生態(tài)位、空間生態(tài)位生態(tài)位、實(shí)際生態(tài)位、潛在生態(tài)位、空間生態(tài)位(spatial niche)及時(shí)間生及時(shí)間生態(tài)位態(tài)位(temporal niche)等概念,并提出了相應(yīng)的測(cè)試方法等概念,并提出了相應(yīng)的測(cè)試方法 。在生產(chǎn)實(shí)踐中生態(tài)位理論被廣泛應(yīng)用
19、,例如,根據(jù)植物空問資源利用在生產(chǎn)實(shí)踐中生態(tài)位理論被廣泛應(yīng)用,例如,根據(jù)植物空問資源利用的差異而合理搭配喬、灌、草植物;根據(jù)作物對(duì)空間及光、熱、水、肥的差異而合理搭配喬、灌、草植物;根據(jù)作物對(duì)空間及光、熱、水、肥等資源的利用在時(shí)間上的差異而采用間、輪、套作等種植制度。我國(guó)的等資源的利用在時(shí)間上的差異而采用間、輪、套作等種植制度。我國(guó)的生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)更是充分利用了生態(tài)位理論的成果。生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)更是充分利用了生態(tài)位理論的成果。土壤生態(tài)位概念土壤生態(tài)位概念以前有關(guān)生態(tài)位理論的研究主要集中在動(dòng)物對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)和利用及植物以前有關(guān)生態(tài)位理論的研究主要集中在動(dòng)物對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)和利用及植物地上部分對(duì)光、熱、水資源
20、和生態(tài)空間的競(jìng)爭(zhēng)和利用方面。地上部分對(duì)光、熱、水資源和生態(tài)空間的競(jìng)爭(zhēng)和利用方面。 實(shí)際上,實(shí)際上,生物生物(包括土壤生物包括土壤生物)之間也在為爭(zhēng)奪土壤水、熱、氣、肥和土壤空間而之間也在為爭(zhēng)奪土壤水、熱、氣、肥和土壤空間而存在激烈的競(jìng)爭(zhēng)排拆斗爭(zhēng),比地上部分的競(jìng)爭(zhēng)更激烈:存在激烈的競(jìng)爭(zhēng)排拆斗爭(zhēng),比地上部分的競(jìng)爭(zhēng)更激烈: 例如,例如, 群落內(nèi)群落內(nèi)相同生活型的植物根系為了爭(zhēng)奪土壤生存空間而有策略地在土壤副面上相同生活型的植物根系為了爭(zhēng)奪土壤生存空間而有策略地在土壤副面上呈鑲嵌分布的特點(diǎn);為了獲取水分,沙漠植物的根系可伸展到地面以下呈鑲嵌分布的特點(diǎn);為了獲取水分,沙漠植物的根系可伸展到地面以下數(shù)米深
21、處;不同的植物,有的對(duì)數(shù)米深處;不同的植物,有的對(duì)Ca 有特殊需求,有的對(duì)有特殊需求,有的對(duì)K有特殊需求,有特殊需求,有的對(duì)有的對(duì)Fe、Mo有特殊需求;有些植物的品質(zhì)有特殊需求;有些植物的品質(zhì)(quality時(shí)時(shí))是建立在對(duì)是建立在對(duì)Se,S等的特殊需求基礎(chǔ)上。等的特殊需求基礎(chǔ)上。土壤動(dòng)物,有的以土壤微生物為食,有的以有機(jī)質(zhì)為食,有的以根系或土壤動(dòng)物,有的以土壤微生物為食,有的以有機(jī)質(zhì)為食,有的以根系或根分泌物根分泌物(root exudates)為食。土壤生物為爭(zhēng)奪養(yǎng)分或食物常分泌抗生為食。土壤生物為爭(zhēng)奪養(yǎng)分或食物常分泌抗生素素(antibiotic)、毒素、毒素(toxins)或化感物質(zhì)或
22、化感物質(zhì)(allelochemicals)抑制其它生物的抑制其它生物的生長(zhǎng)和繁衍。生長(zhǎng)和繁衍。土壤生態(tài)位是指在由多因素構(gòu)成的土壤生態(tài)空間土壤生態(tài)位是指在由多因素構(gòu)成的土壤生態(tài)空間(soil eco-space)中,生物所擁有的生態(tài)幅度中,生物所擁有的生態(tài)幅度(ecological range),其包括,其包括土壤生物在內(nèi)的各種生物單位或生態(tài)元對(duì)土壤生態(tài)空間、水土壤生物在內(nèi)的各種生物單位或生態(tài)元對(duì)土壤生態(tài)空間、水分、養(yǎng)分等資源利用的總和。它是土壤生態(tài)學(xué)的重基礎(chǔ)理論分、養(yǎng)分等資源利用的總和。它是土壤生態(tài)學(xué)的重基礎(chǔ)理論之一。由于土壤既是一種重要的生志因子,又是生物生長(zhǎng)繁之一。由于土壤既是一種重要的生
23、志因子,又是生物生長(zhǎng)繁衍的基地,也是生物利用的一種重要資源,因此,生物通過衍的基地,也是生物利用的一種重要資源,因此,生物通過爭(zhēng)奪土壤生態(tài)位而發(fā)生激烈的競(jìng)爭(zhēng)排斥作用,通過土壤生態(tài)爭(zhēng)奪土壤生態(tài)位而發(fā)生激烈的競(jìng)爭(zhēng)排斥作用,通過土壤生態(tài)位重疊、分離和擴(kuò)散等方式實(shí)現(xiàn)或促進(jìn)生物之間及生物與土位重疊、分離和擴(kuò)散等方式實(shí)現(xiàn)或促進(jìn)生物之間及生物與土壤之間的協(xié)同作用。壤之間的協(xié)同作用。土壤生態(tài)位的類型土壤生態(tài)位的類型由定義可知,土壤生態(tài)位實(shí)際包舍一個(gè)主體由定義可知,土壤生態(tài)位實(shí)際包舍一個(gè)主體(subject)和一個(gè)客體和一個(gè)客體(object)。如下圖所示:主。如下圖所示:主體由生物或生態(tài)元構(gòu)成,客體由土壤資源
24、或土壤體由生物或生態(tài)元構(gòu)成,客體由土壤資源或土壤生態(tài)因子構(gòu)成,且二者相互依存,不可分割。生態(tài)因子構(gòu)成,且二者相互依存,不可分割。 因因此,根據(jù)土壤生態(tài)位的組成、來源和功能等標(biāo)準(zhǔn),此,根據(jù)土壤生態(tài)位的組成、來源和功能等標(biāo)準(zhǔn),可以劃分出不同類型的土壤生態(tài)位。可以劃分出不同類型的土壤生態(tài)位。土壤空間土壤空間土壤空氣土壤空氣土壤水分土壤水分土壤溫度土壤溫度土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)土壤土壤pHNPKCaMg土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)土壤生態(tài)位的構(gòu)成土壤生態(tài)位的構(gòu)成客體客體主體主體生物類型生物類型生態(tài)元生態(tài)元土壤動(dòng)物土壤動(dòng)物土壤微生物土壤微生物高等植物高等植物低等植物低等植物基因基因個(gè)體個(gè)體種群種群群落群落生態(tài)系統(tǒng)
25、生態(tài)系統(tǒng)土壤生態(tài)位的構(gòu)成要素土壤生態(tài)位的構(gòu)成要素根據(jù)土壤生態(tài)位的主體劃分,可分為個(gè)體土根據(jù)土壤生態(tài)位的主體劃分,可分為個(gè)體土 壤生態(tài)位壤生態(tài)位(individual soil niche)、物種土壤生態(tài)位、物種土壤生態(tài)位(species soil niche)、種群土壤生態(tài)、種群土壤生態(tài)位位(population soil niche)、群落土壤生態(tài)位(、群落土壤生態(tài)位(community soil niche)、生態(tài)系統(tǒng)土壤生態(tài)位、生態(tài)系統(tǒng)土壤生態(tài)位(ecosystem soil niche)及土及土壤動(dòng)物生態(tài)位壤動(dòng)物生態(tài)位(soil zoo niche)、土壤微生物生態(tài)位、土壤微生物生態(tài)位
26、(soil microbe niche )和植物土壤生態(tài)位和植物土壤生態(tài)位(plant soil niche)等并可進(jìn)一步細(xì)分。等并可進(jìn)一步細(xì)分。根據(jù)客體劃分,每種土壤生態(tài)因子或資源總是對(duì)應(yīng)著一維特定的生態(tài)根據(jù)客體劃分,每種土壤生態(tài)因子或資源總是對(duì)應(yīng)著一維特定的生態(tài)位。因此,土壤生態(tài)位又可分為土壤空間生態(tài)位(位。因此,土壤生態(tài)位又可分為土壤空間生態(tài)位(soil spatial niche),土壤水分生態(tài)位土壤水分生態(tài)位(soil moisture niche)、土壤氣體生態(tài)位、土壤氣體生態(tài)位(soil air niche)、土壤溫度生態(tài)位土壤溫度生態(tài)位(soil temperate niche
27、)、土壤營(yíng)養(yǎng)、土壤營(yíng)養(yǎng)( N、P、K、Ca)生態(tài)位生態(tài)位(soil nutrient (N,P、K、Ca ) niche)等。等。而這些生態(tài)位如果是一維的便稱為一維土壤生態(tài)位、二維的便稱為二而這些生態(tài)位如果是一維的便稱為一維土壤生態(tài)位、二維的便稱為二維土壤生態(tài)位、直到多維或超體積土壤生態(tài)位;維土壤生態(tài)位、直到多維或超體積土壤生態(tài)位; 根據(jù)生態(tài)位被利用根據(jù)生態(tài)位被利用或占有與否又可分為潛在土壤生態(tài)位、基礎(chǔ)土壤生態(tài)位和實(shí)現(xiàn)土壤生或占有與否又可分為潛在土壤生態(tài)位、基礎(chǔ)土壤生態(tài)位和實(shí)現(xiàn)土壤生態(tài)位。態(tài)位。過去對(duì)作物品質(zhì)與土壤的關(guān)系很少?gòu)耐寥郎鷳B(tài)位的角過去對(duì)作物品質(zhì)與土壤的關(guān)系很少?gòu)耐寥郎鷳B(tài)位的角度來進(jìn)行
28、,例如,優(yōu)質(zhì)稻米對(duì)度來進(jìn)行,例如,優(yōu)質(zhì)稻米對(duì)Si和和Se有特殊需求;優(yōu)質(zhì)有特殊需求;優(yōu)質(zhì)面粉的小麥對(duì)面粉的小麥對(duì)S有特殊需求;優(yōu)質(zhì)煙草對(duì)有特殊需求;優(yōu)質(zhì)煙草對(duì)K有特殊需求有特殊需求等,象生物這些對(duì)某種土壤或資源的特殊需求的總和,等,象生物這些對(duì)某種土壤或資源的特殊需求的總和,我們稱之為生物的特殊土壤生態(tài)位我們稱之為生物的特殊土壤生態(tài)位(special soil niche)。研究生物的特殊土壤生態(tài)位對(duì)于提高作物品質(zhì)、發(fā)展研究生物的特殊土壤生態(tài)位對(duì)于提高作物品質(zhì)、發(fā)展區(qū)域性的名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品具有十分重要的意義。近年來,區(qū)域性的名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品具有十分重要的意義。近年來,一些地區(qū)開發(fā)出一些地區(qū)開發(fā)出“硒米
29、硒米”,這對(duì)于振興地方經(jīng)濟(jì)起到,這對(duì)于振興地方經(jīng)濟(jì)起到了積極作用。了積極作用。土壤生態(tài)位的應(yīng)用土壤生態(tài)位的應(yīng)用l生態(tài)入侵與土壤生態(tài)位生態(tài)入侵與土壤生態(tài)位生態(tài)人侵生態(tài)人侵【ecological invasion)是指某些生物由于人類有意識(shí)或無意是指某些生物由于人類有意識(shí)或無意識(shí)地帶入某一適宜于其生存和繁殖的地區(qū),它的種群便不斷增加,識(shí)地帶入某一適宜于其生存和繁殖的地區(qū),它的種群便不斷增加,分布區(qū)便會(huì)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展的過程分布區(qū)便會(huì)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展的過程 。植物的生態(tài)入侵實(shí)質(zhì)上是入侵種與地方種競(jìng)爭(zhēng)土壤生態(tài)位、逐步排植物的生態(tài)入侵實(shí)質(zhì)上是入侵種與地方種競(jìng)爭(zhēng)土壤生態(tài)位、逐步排斥掉地方種的過程。由于發(fā)生生態(tài)
30、入侵的物種,對(duì)土壤生態(tài)位的競(jìng)斥掉地方種的過程。由于發(fā)生生態(tài)入侵的物種,對(duì)土壤生態(tài)位的競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng),從而使大量的地方種在競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰,最終必然導(dǎo)致生爭(zhēng)能力強(qiáng),從而使大量的地方種在競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰,最終必然導(dǎo)致生物多種性減少。物多種性減少。為了保護(hù)生物多樣性,建議引種時(shí)注意研究所引物種的土壤生態(tài)位,為了保護(hù)生物多樣性,建議引種時(shí)注意研究所引物種的土壤生態(tài)位,以防止生態(tài)入侵對(duì)生物多樣性的毀滅:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的基因工程以防止生態(tài)入侵對(duì)生物多樣性的毀滅:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的基因工程作物也應(yīng)研究其土壤生態(tài)位,以防基因工程作物對(duì)地區(qū)名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)作物也應(yīng)研究其土壤生態(tài)位,以防基因工程作物對(duì)地區(qū)名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品構(gòu)成威脅。品構(gòu)成
31、威脅。l土壤肥力與土壤生態(tài)位土壤肥力與土壤生態(tài)位土壤肥力土壤肥力(soil fertility )是指土壤穩(wěn)、勻、足、適地供給植物生是指土壤穩(wěn)、勻、足、適地供給植物生長(zhǎng)發(fā)育的水、熱、氣、肥的能力長(zhǎng)發(fā)育的水、熱、氣、肥的能力 。 從土壤生態(tài)位的定義看,植物土壤生態(tài)位實(shí)際上就是土壤肥力從土壤生態(tài)位的定義看,植物土壤生態(tài)位實(shí)際上就是土壤肥力中被植物所占有或利用的土壤水、熱中被植物所占有或利用的土壤水、熱(溫度溫度)、氣、氣(空氣空氣)、肥、肥(N、P、K、Ca、Mg 等等)資源資源, 因此,土壤肥力實(shí)際上就是前面所提因此,土壤肥力實(shí)際上就是前面所提到的基礎(chǔ)土壤生態(tài)位,被植物實(shí)際所占有或利用的土壤水、
32、熱、到的基礎(chǔ)土壤生態(tài)位,被植物實(shí)際所占有或利用的土壤水、熱、氣、肥就是實(shí)現(xiàn)土壤生態(tài)位。可見,土壤肥力實(shí)際上是土壤生氣、肥就是實(shí)現(xiàn)土壤生態(tài)位。可見,土壤肥力實(shí)際上是土壤生態(tài)位的一種表現(xiàn)形式。系統(tǒng)的土壤肥力愈高,基礎(chǔ)土壤生態(tài)位態(tài)位的一種表現(xiàn)形式。系統(tǒng)的土壤肥力愈高,基礎(chǔ)土壤生態(tài)位愈寬供給植物水、熱、氣,熱的能力愈強(qiáng),適宜于其上生長(zhǎng)愈寬供給植物水、熱、氣,熱的能力愈強(qiáng),適宜于其上生長(zhǎng)的植物愈多。的植物愈多。l土壤生態(tài)位與協(xié)同進(jìn)化土壤生態(tài)位與協(xié)同進(jìn)化協(xié)同進(jìn)化協(xié)同進(jìn)化(co-evolution)是物種進(jìn)化和相互作用的一種重要方式,是物種進(jìn)化和相互作用的一種重要方式,是指在種問相互作用的影咱下,不同生物問
33、相關(guān)性狀在進(jìn)化中是指在種問相互作用的影咱下,不同生物問相關(guān)性狀在進(jìn)化中得得 以形成和加強(qiáng)的過程。以形成和加強(qiáng)的過程。 通過土壤生態(tài)位的分離、重疊和擴(kuò)通過土壤生態(tài)位的分離、重疊和擴(kuò)散等作用來實(shí)現(xiàn)植物對(duì)資源的利用和共享,是生物之間協(xié)同進(jìn)散等作用來實(shí)現(xiàn)植物對(duì)資源的利用和共享,是生物之間協(xié)同進(jìn)化的一種重要方式。化的一種重要方式。 生物的協(xié)同進(jìn)化不僅發(fā)生在兩種生物之間,而且也發(fā)生在多種生物的協(xié)同進(jìn)化不僅發(fā)生在兩種生物之間,而且也發(fā)生在多種生物的進(jìn)化過程中。生物協(xié)同進(jìn)化的方式很多,側(cè)如,互惠共生物的進(jìn)化過程中。生物協(xié)同進(jìn)化的方式很多,側(cè)如,互惠共生的生物能通過營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相互利用,即彼此提供給對(duì)方的生生的生
34、物能通過營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相互利用,即彼此提供給對(duì)方的生態(tài)位來達(dá)到協(xié)同進(jìn)化的目的。態(tài)位來達(dá)到協(xié)同進(jìn)化的目的。土壤作為一種類生物體土壤作為一種類生物體 ,其與生物之間也是協(xié)同發(fā)展的。,其與生物之間也是協(xié)同發(fā)展的。 沒沒有生物就沒有土壤,一方面,多樣性的生物通過吸收累積、歸有生物就沒有土壤,一方面,多樣性的生物通過吸收累積、歸還和分解等生物作用在陸地表面形成了土壤,土壤演化過程還和分解等生物作用在陸地表面形成了土壤,土壤演化過程中生物多樣性(尤其是植物中生物多樣性(尤其是植物)愈豐富,土壤肥力愈高;另一愈豐富,土壤肥力愈高;另一方面,土壤是生物多樣性生存繁衍的場(chǎng)地,方面,土壤是生物多樣性生存繁衍的場(chǎng)地,
35、它為生物提供了它為生物提供了水、熱、氣、肥等生態(tài)位,即土壤肥力愈高,潛在土壤生態(tài)位水、熱、氣、肥等生態(tài)位,即土壤肥力愈高,潛在土壤生態(tài)位愈寬,適宜于生長(zhǎng)的生物就愈豐富。可見,愈寬,適宜于生長(zhǎng)的生物就愈豐富。可見, 從土壤的形成和從土壤的形成和演化來看,土壤生態(tài)位是土壤與生物之間協(xié)同發(fā)展的基礎(chǔ)和產(chǎn)演化來看,土壤生態(tài)位是土壤與生物之間協(xié)同發(fā)展的基礎(chǔ)和產(chǎn)物,而土壤與生物之間的協(xié)同關(guān)系則是通過士壤物,而土壤與生物之間的協(xié)同關(guān)系則是通過士壤 態(tài)位的分離、態(tài)位的分離、擴(kuò)散和重疊等方式來實(shí)現(xiàn)的。擴(kuò)散和重疊等方式來實(shí)現(xiàn)的。l土壤生態(tài)位與退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建土壤生態(tài)位與退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建生態(tài)系
36、統(tǒng)的演替是該系統(tǒng)的生態(tài)位演化到一定程度的結(jié)果生態(tài)系統(tǒng)的演替是該系統(tǒng)的生態(tài)位演化到一定程度的結(jié)果 。從土。從土壤生態(tài)學(xué)角度來看,土壤生態(tài)系統(tǒng)的退化是由于土壤酸化、水土流壤生態(tài)學(xué)角度來看,土壤生態(tài)系統(tǒng)的退化是由于土壤酸化、水土流失、土壤養(yǎng)分平衡失調(diào)和土壤污染等導(dǎo)致土壤生態(tài)位寬度變窄,從失、土壤養(yǎng)分平衡失調(diào)和土壤污染等導(dǎo)致土壤生態(tài)位寬度變窄,從而導(dǎo)致生物多樣性減少,土壤肥力衰退及抗性減弱的過程。通過研而導(dǎo)致生物多樣性減少,土壤肥力衰退及抗性減弱的過程。通過研究退化壤生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)土壤生態(tài)位,可以了解到土壤生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)究退化壤生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)土壤生態(tài)位,可以了解到土壤生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化的程度和現(xiàn)狀,從而確定和采
37、取治理的技術(shù)措施,改善土壤生態(tài)化的程度和現(xiàn)狀,從而確定和采取治理的技術(shù)措施,改善土壤生態(tài)位,使退化土壤生態(tài)系統(tǒng)得以恢復(fù)與重建。位,使退化土壤生態(tài)系統(tǒng)得以恢復(fù)與重建。通過增施有機(jī)肥和化肥,可以改善土壤生態(tài)位,這對(duì)于退化土壤生通過增施有機(jī)肥和化肥,可以改善土壤生態(tài)位,這對(duì)于退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建具有重要意義,但要對(duì)退化土壤生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建具有重要意義,但要對(duì)退化土壤生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)與重建,最根本的措施還是植被恢復(fù)技術(shù),因此,研究植被恢恢復(fù)與重建,最根本的措施還是植被恢復(fù)技術(shù),因此,研究植被恢復(fù)技術(shù)中生物的土壤生態(tài)位對(duì)于喬復(fù)技術(shù)中生物的土壤生態(tài)位對(duì)于喬 灌、草植物的搭配具有重要意
38、灌、草植物的搭配具有重要意義,研究土壤生物義,研究土壤生物(動(dòng)物和微生物動(dòng)物和微生物)生態(tài)位,對(duì)于研究系統(tǒng)的物質(zhì)循生態(tài)位,對(duì)于研究系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有重要意義。可見,土壤生態(tài)位研究是退化土壤生態(tài)系統(tǒng)慨復(fù)環(huán)具有重要意義。可見,土壤生態(tài)位研究是退化土壤生態(tài)系統(tǒng)慨復(fù)與重建的基礎(chǔ)。與重建的基礎(chǔ)。l土壤生態(tài)位與生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)土壤生態(tài)位與生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)是有救地運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)中各生物種充分利用空間和資源的生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)是有救地運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)中各生物種充分利用空間和資源的“生物群落共生原理生物群落共生原理”、系統(tǒng)內(nèi)多種組分相互協(xié)調(diào)和促進(jìn)的功能原理以、系統(tǒng)內(nèi)多種組分相互協(xié)調(diào)和促進(jìn)的功能原理以及地球化學(xué)循環(huán)的規(guī)律
39、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量多層次多途徑利用與轉(zhuǎn)化的原則,及地球化學(xué)循環(huán)的規(guī)律實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量多層次多途徑利用與轉(zhuǎn)化的原則,從而設(shè)計(jì)與建設(shè)臺(tái)理利用自然資源,保持生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性和高從而設(shè)計(jì)與建設(shè)臺(tái)理利用自然資源,保持生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性和高效、高生產(chǎn)力功能的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建沒,其核心思想是整體、協(xié)調(diào)、優(yōu)效、高生產(chǎn)力功能的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建沒,其核心思想是整體、協(xié)調(diào)、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效和低耗。質(zhì)、高產(chǎn)、高效和低耗。因此,在生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)時(shí),應(yīng)該充分研究生物土壤生態(tài)位,根據(jù)土壤水因此,在生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)時(shí),應(yīng)該充分研究生物土壤生態(tài)位,根據(jù)土壤水分生態(tài)拉,在干旱區(qū)配置旱生植物,同時(shí)注意通過生物和人工措施,改分生態(tài)拉,在干
40、旱區(qū)配置旱生植物,同時(shí)注意通過生物和人工措施,改善土壤水分生態(tài)位;根據(jù)土壤空間生態(tài)位可以在同一系統(tǒng)內(nèi)配置深根系,善土壤水分生態(tài)位;根據(jù)土壤空間生態(tài)位可以在同一系統(tǒng)內(nèi)配置深根系,淺根系植物;根據(jù)土壤營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位可以采用單作、間作、套作、輪作和淺根系植物;根據(jù)土壤營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位可以采用單作、間作、套作、輪作和混作等耕作方式;對(duì)于退化土壤可以通過改善土壤生態(tài)位的方式來進(jìn)行混作等耕作方式;對(duì)于退化土壤可以通過改善土壤生態(tài)位的方式來進(jìn)行生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中特別強(qiáng)調(diào)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中特別強(qiáng)調(diào) “優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)”問題,因此,根據(jù)作問題,因此,根據(jù)作物品質(zhì)土壤生態(tài)位,通過施用品質(zhì)元素,提高作物品質(zhì);多數(shù)
41、豆科植物物品質(zhì)土壤生態(tài)位,通過施用品質(zhì)元素,提高作物品質(zhì);多數(shù)豆科植物富含富含N 或能自生固或能自生固N(yùn) ,其對(duì)于提高土壤,其對(duì)于提高土壤N生態(tài)位寬度有重要意義,其對(duì)于生態(tài)位寬度有重要意義,其對(duì)于退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建具有積極意義。可見,土壤生態(tài)位理論退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建具有積極意義。可見,土壤生態(tài)位理論對(duì)于生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)也具有重要的指導(dǎo)作用。對(duì)于生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)也具有重要的指導(dǎo)作用。2)土壤生態(tài)型土壤生態(tài)型生態(tài)型研究概況生態(tài)型研究概況同種生物適應(yīng)不同的環(huán)境產(chǎn)生了不同的適應(yīng)叫趨異適應(yīng)。同種生物適應(yīng)不同的環(huán)境產(chǎn)生了不同的適應(yīng)叫趨異適應(yīng)。趨異適應(yīng)產(chǎn)生的同種生物的不同基因型類群叫生態(tài)型。趨異
42、適應(yīng)產(chǎn)生的同種生物的不同基因型類群叫生態(tài)型。早在早在2O世紀(jì)世紀(jì)2O年代瑞典遺傳生態(tài)學(xué)家年代瑞典遺傳生態(tài)學(xué)家Turresson G. 就提出了就提出了“生態(tài)生態(tài)型型”(Ecotype)這一術(shù)語(yǔ),他把不同植物種群栽培在相同條件下,在相當(dāng)長(zhǎng)這一術(shù)語(yǔ),他把不同植物種群栽培在相同條件下,在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里其差異仍繼續(xù)存在,這表明這些差異是可遺傳的,是基因型的差異,時(shí)間里其差異仍繼續(xù)存在,這表明這些差異是可遺傳的,是基因型的差異,因此他將生態(tài)型定義為因此他將生態(tài)型定義為“1個(gè)生態(tài)種或分類種對(duì)某一特定的生態(tài)發(fā)生基因型個(gè)生態(tài)種或分類種對(duì)某一特定的生態(tài)發(fā)生基因型反應(yīng)而產(chǎn)生的產(chǎn)物反應(yīng)而產(chǎn)生的產(chǎn)物”,認(rèn)為生態(tài)型是種內(nèi)
43、適應(yīng)于不同生態(tài)條件或地理區(qū)域,認(rèn)為生態(tài)型是種內(nèi)適應(yīng)于不同生態(tài)條件或地理區(qū)域的遺傳類群,即在不同生境里由于長(zhǎng)期受到不同環(huán)境條件的影響,生物在的遺傳類群,即在不同生境里由于長(zhǎng)期受到不同環(huán)境條件的影響,生物在生態(tài)適應(yīng)過程中發(fā)生了不同種群的變化和分化,形成不同的形態(tài)、生理和生態(tài)適應(yīng)過程中發(fā)生了不同種群的變化和分化,形成不同的形態(tài)、生理和生態(tài)特征且通過遺傳固定下來,這樣在生態(tài)特征且通過遺傳固定下來,這樣在1個(gè)種內(nèi)就分化出不同的生態(tài)型,可個(gè)種內(nèi)就分化出不同的生態(tài)型,可見生態(tài)型是同見生態(tài)型是同1種生物對(duì)不同環(huán)境條件趨異適應(yīng)的結(jié)果。種生物對(duì)不同環(huán)境條件趨異適應(yīng)的結(jié)果。同一種內(nèi)的不同生態(tài)型,有的可在形態(tài)上表現(xiàn)出
44、差異,有的只同一種內(nèi)的不同生態(tài)型,有的可在形態(tài)上表現(xiàn)出差異,有的只在生理或生化上有差異,而在形態(tài)上并無明顯差異,這些差異在生理或生化上有差異,而在形態(tài)上并無明顯差異,這些差異的形成主要是由生態(tài)因素對(duì)許多基因選擇和控制的結(jié)果。根據(jù)的形成主要是由生態(tài)因素對(duì)許多基因選擇和控制的結(jié)果。根據(jù)引起生態(tài)型分化的主導(dǎo)因素引起生態(tài)型分化的主導(dǎo)因素,將生態(tài)型可分為氣候生態(tài)型將生態(tài)型可分為氣候生態(tài)型(Climatic ecotype)、生物生態(tài)型、生物生態(tài)型(Biological ecotype)和土壤生態(tài)和土壤生態(tài)型型(Soil ecotype)3種類型,其中氣候生態(tài)型主要是由于長(zhǎng)期氣種類型,其中氣候生態(tài)型主要是
45、由于長(zhǎng)期氣候因素影響所形成的生態(tài)型;生物生態(tài)型是在生物因素候因素影響所形成的生態(tài)型;生物生態(tài)型是在生物因素(如生如生殖隔離、競(jìng)爭(zhēng)等殖隔離、競(jìng)爭(zhēng)等)作用下形成的生態(tài)型;土壤生態(tài)型則是由于作用下形成的生態(tài)型;土壤生態(tài)型則是由于土壤因子影響所形成的生態(tài)型土壤因子影響所形成的生態(tài)型 。生態(tài)型生態(tài)型(ecotype)生態(tài)型類型生態(tài)型類型特特 性性 氣候生態(tài)型氣候生態(tài)型長(zhǎng)期適應(yīng)不同的光周期長(zhǎng)期適應(yīng)不同的光周期 氣溫和降水等氣候因子而形成的各氣溫和降水等氣候因子而形成的各種生態(tài)型。如秈稻主要分布在我國(guó)南部亞熱帶的低地,喜溫種生態(tài)型。如秈稻主要分布在我國(guó)南部亞熱帶的低地,喜溫濕濕 喜光,抗性弱,與野稻雜交易結(jié)
46、實(shí);更稻主要分布在南喜光,抗性弱,與野稻雜交易結(jié)實(shí);更稻主要分布在南方高地方高地 高原地帶和北方地區(qū),耐旱高原地帶和北方地區(qū),耐旱 耐弱光耐弱光 耐低溫,與耐低溫,與野稻雜交不易結(jié)實(shí)。野稻雜交不易結(jié)實(shí)。土壤生態(tài)型土壤生態(tài)型長(zhǎng)期在不同的土壤水分長(zhǎng)期在不同的土壤水分 溫度和肥力等自然和栽培條件的作溫度和肥力等自然和栽培條件的作用下分化而形成土壤生態(tài)型。各種作物的耐肥品種或耐瘠品用下分化而形成土壤生態(tài)型。各種作物的耐肥品種或耐瘠品種,是與一定土壤肥力相適應(yīng)的土壤生態(tài)型;羊茅具有不耐種,是與一定土壤肥力相適應(yīng)的土壤生態(tài)型;羊茅具有不耐鉛鉛 中度耐鉛和高度耐鉛類型;海濱車前具耐鹽(沼澤)和中度耐鉛和高度
47、耐鉛類型;海濱車前具耐鹽(沼澤)和不耐鹽(草甸)型。不耐鹽(草甸)型。生物生態(tài)型生物生態(tài)型(bioticecotype)是指主要在生物因子的作用下形成的生態(tài)型。生態(tài)型分化是是指主要在生物因子的作用下形成的生態(tài)型。生態(tài)型分化是物種進(jìn)化的基礎(chǔ)。例如,各種作物對(duì)病物種進(jìn)化的基礎(chǔ)。例如,各種作物對(duì)病 蟲蟲 草具有不同抗草具有不同抗性的品種群,是作物長(zhǎng)期與病性的品種群,是作物長(zhǎng)期與病 蟲蟲 草協(xié)同進(jìn)化過程中形成草協(xié)同進(jìn)化過程中形成的生物生態(tài)型。的生物生態(tài)型。土壤生態(tài)型概念與類型土壤生態(tài)型概念與類型土壤生態(tài)型是土壤生態(tài)學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容之一,是指由于土壤水分、土壤生態(tài)型是土壤生態(tài)學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容之一,是指由
48、于土壤水分、pH值、值、礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、B、S等等)及污染物質(zhì)及污染物質(zhì)(重金屬污染重金屬污染物質(zhì)和有機(jī)污染物質(zhì)物質(zhì)和有機(jī)污染物質(zhì))的作用,從而使種內(nèi)的基因型分化所形成的生態(tài)型。的作用,從而使種內(nèi)的基因型分化所形成的生態(tài)型。如牧草鴨茅如牧草鴨茅(Dactylis glomerata)由于土壤水分不同而明顯呈由于土壤水分不同而明顯呈2個(gè)生態(tài)型,其個(gè)生態(tài)型,其生長(zhǎng)于河洼地植株旺盛、高大、葉厚、色綠和產(chǎn)量高,而生長(zhǎng)在碎石堆上植生長(zhǎng)于河洼地植株旺盛、高大、葉厚、色綠和產(chǎn)量高,而生長(zhǎng)在碎石堆上植株矮小、葉小、色淡和產(chǎn)量低,二者在細(xì)胞液滲透壓等生理方面亦有明顯差株矮小
49、、葉小、色淡和產(chǎn)量低,二者在細(xì)胞液滲透壓等生理方面亦有明顯差異異 。Clausen等等(1940、1945、1948)研究發(fā)現(xiàn),腺毛委陵菜研究發(fā)現(xiàn),腺毛委陵菜(Poeatillia glaudulosa)中有中有4個(gè)生態(tài)型都被定為亞種:個(gè)生態(tài)型都被定為亞種:Subsptypica(生于海岸生于海岸),Subsp reflexa(生于旱坡生于旱坡),Subsp heseni(生于濕潤(rùn)草地生于濕潤(rùn)草地),Subsp nevadensie(生于高生于高山和亞高山生境山和亞高山生境),這,這4個(gè)生態(tài)型之間雖有形態(tài)個(gè)生態(tài)型之間雖有形態(tài)(如株高、生長(zhǎng)習(xí)性、葉面積如株高、生長(zhǎng)習(xí)性、葉面積和花序式樣和花序式樣
50、)和生理和生理(如季節(jié)生長(zhǎng)規(guī)律、開花時(shí)間和抗寒力如季節(jié)生長(zhǎng)規(guī)律、開花時(shí)間和抗寒力)的差別,但亞種間的差別,但亞種間多少有些過渡且遺傳上基本連續(xù),這有別于其他近緣種,因此多少有些過渡且遺傳上基本連續(xù),這有別于其他近緣種,因此Clausen學(xué)派學(xué)派把這把這4個(gè)生態(tài)型稱為氣候生態(tài)型,但它們實(shí)際是空間的和生態(tài)的生態(tài)型,確個(gè)生態(tài)型稱為氣候生態(tài)型,但它們實(shí)際是空間的和生態(tài)的生態(tài)型,確切地說是土壤生態(tài)型切地說是土壤生態(tài)型 。土壤水分生態(tài)型土壤水分生態(tài)型士壤士壤pH生態(tài)型生態(tài)型土壤營(yíng)養(yǎng)生態(tài)型土壤營(yíng)養(yǎng)生態(tài)型土壤鹽度生態(tài)型土壤鹽度生態(tài)型土壤污染生態(tài)型土壤污染生態(tài)型脅迫作用下的土壤生態(tài)型脅迫作用下的土壤生態(tài)型生殖隔
51、離作的土壤生態(tài)型生殖隔離作的土壤生態(tài)型種間競(jìng)爭(zhēng)作用形成的土壤生態(tài)型種間競(jìng)爭(zhēng)作用形成的土壤生態(tài)型種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)作用形成的土壤生態(tài)型種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)作用形成的土壤生態(tài)型分子水平的土壤生態(tài)型分子水平的土壤生態(tài)型代謝水平的土壤生態(tài)型代謝水平的土壤生態(tài)型細(xì)胞水平的土壤生態(tài)型細(xì)胞水平的土壤生態(tài)型個(gè)體水平的土壤生態(tài)型個(gè)體水平的土壤生態(tài)型土壤土壤N生態(tài)型生態(tài)型土壤土壤P生態(tài)型生態(tài)型土壤土壤K生態(tài)型生態(tài)型土壤生態(tài)型土壤生態(tài)型土壤生態(tài)因子土壤生態(tài)因子的直接作用的直接作用土壤生態(tài)因子土壤生態(tài)因子的間接作用的間接作用表表 現(xiàn)現(xiàn) 型型土壤生態(tài)型的分類土壤生態(tài)型的分類土壤生態(tài)型的應(yīng)用土壤生態(tài)型的應(yīng)用l土壤生態(tài)型與作物育種土壤生態(tài)型與作
52、物育種利用植物土壤生態(tài)型分化可為作物育種提供新的思路,根據(jù)土壤利用植物土壤生態(tài)型分化可為作物育種提供新的思路,根據(jù)土壤水分生態(tài)型可選育出抗旱品種、抗?jié)称贩N,以水分生態(tài)型可選育出抗旱品種、抗?jié)称贩N,以 便為不同栽培區(qū)提便為不同栽培區(qū)提供優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的條件;利用作物的土壤營(yíng)養(yǎng)生態(tài)型可選育出耐肥、供優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的條件;利用作物的土壤營(yíng)養(yǎng)生態(tài)型可選育出耐肥、耐瘠、耐低耐瘠、耐低N、P、K的品種;根據(jù)基因型對(duì)鹽度的不同反應(yīng)可選的品種;根據(jù)基因型對(duì)鹽度的不同反應(yīng)可選育出耐鹽品種;根據(jù)作物的土壤育出耐鹽品種;根據(jù)作物的土壤pH 生態(tài)型可選育出耐酸、耐堿品生態(tài)型可選育出耐酸、耐堿品種;根據(jù)作物的土壤污染生態(tài)型可選育出不同類型的抗污染品種種;根據(jù)作物的土壤污染生態(tài)型可選育出不同類型的抗污染品種等,目前已有關(guān)于有效利用土壤營(yíng)養(yǎng)元素的作物育種新技術(shù)方面等,目前已有關(guān)于有效利用土壤營(yíng)養(yǎng)元素的作物育種新技術(shù)方面的報(bào)道的報(bào)道 。l土壤生態(tài)型與土壤資源配置土壤生態(tài)型與土壤資源配置從土壤生態(tài)學(xué)的角度看,土壤生態(tài)型是生物與土壤和環(huán)境之間相從土壤生態(tài)學(xué)的角度看,土壤生態(tài)型是生物與土壤和環(huán)境之間相互作用的產(chǎn)物,即土壤生態(tài)型是生物
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