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第7章生物地球化学循环第1节土壤的组成第2节土壤的性质第3节物质循环与土壤形成第4节土壤分类与土壤类型第4节生态系统的组成与结构第6节生态系统的能量流动第7节生态系统的物质循环第8节地球上的生态系统引子：生物地球化学循环概述一、何谓生物地球化学循环？1.概念：生命有机体及其产物与周围环境之间反复不断进行的物质和能量的交换过程。
2.过程：物能的吸收-同化-排放-分解-归还-流失3.性质：非封闭的循环（进入土壤、岩层、海底）4.主体：生物和土壤5.循环的介质：水和大气二、人类对生物地球化学循环的影响1.大气、水体、土壤的污染2.污染物质的迁移、转化和集散3.对人类健康的威胁第1节土壤的组成引言：土壤与土壤肥力1. 土壤：在陆地表层和浅水域底部、由有机和无机物质组成、具有肥力、能生长植物的疏松层。
2.土壤的本质是肥力，指土壤中水、热、气、肥（养分）周期性动态达到稳、匀、足、适地满足植物需求的能力。
3. 土壤是一种类生物体代谢和调节功能比生物弱（如温度）不具有生长、发育和繁殖的功能不具有功能各异的器官一、土壤的无机组成1. 原生矿物：在物理风化过程中产生的未改变化学成分和结晶构造的造岩矿物。
土壤中各种化学元素的最初来源；土壤矿物质的粗质部分；经化学风化分解后，才能释放并供给植物生长所需养分。
2. 次生矿物：岩石在化学风化过程中新生成的土壤矿物，如粘土矿物。
土壤矿物质中最细小的部分；具有吸附保存呈离子态养分的能力，使土壤具有一定的保肥性。
二、土壤的有机组成1.原始组织：包括高等植物未分解的根、茎、叶；动物分解原始植物组织，向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸体等。
土壤有机部分的最初来源2.腐殖质：有机组织经由微生物合成的新化合物，或者由原始植物组织变化而成的、比较稳定的分解产物，呈黑色或棕色，性质上为胶体状（颗粒直径<1μm）。
具有极强的吸持水分和养分离子的能力，少量的腐殖质就能显著提高土壤的生产力。
土壤中生活的重要生物类群三、土壤水分1.土壤水分通常是以溶液的形式存在的。
全文电子教材土壤与土壤资源学（下篇：土壤资源）林学专业第7章初育土〔本章提要〕初育土是保留有母质特性，尚无明显剖面发育的幼年土壤。
初育土是我国重要的土壤资源。
本章主要介绍了初育土纲中的风沙土、黄绵土、石灰（岩）土、紫色土、磷质石灰土、粗骨土和石质土等土类的地理分布、成土特征、基本性状及其合理利用。
初育土是一个较庞大的土壤类群，在我国分布广泛。
其共同特征是：土壤发育微弱，处于成土的初始阶段，剖面层次分异不明显（属A—C或A—R构型），母质特征显著。
初育土的形成，或是因母质（母岩）特性，或是因较强的侵蚀、堆积条件，或二者兼而有之；其中，自然因素固然是重要的，人为因素则往往加重了这一过程。
初育土所处地貌类型多样，有强烈水土流失的山坡地，也有坡积、洪积作用盛行的坡麓地带或山前平原，还有泛滥频繁的冲积平原、风沙活跃的流沙地带等。
由于成土物质不断更新，所以风化土层无明显物质移动或积聚，土壤发育微弱。
按照中国土壤分类系统，初育土纲依母质特性差异分为土质初育土和石质初育土两个亚纲。
土质初育土包括黄绵土、红粘土、新积土、龟裂土、风沙土等土类，石质初育土包括石灰（岩）土、火山灰土、紫色土、磷质石灰土、粗骨土和石质土等土类。
石质初育土中的石灰（岩）土、火山灰土、紫色土、磷质石灰土又称“岩成土”或“岩性土”。
初育土是我国重要的土壤资源。
7.1 风沙土7.1.1 分布与类型风沙土在我国广泛分布在内陆沙漠地带或风蚀沙化严重的地区，以及河湖沿岸和滨海滩地。
主要集中分布于古尔班通古特、塔克拉玛干、腾格里、乌兰布和、库布齐沙漠、毛乌素、科尔沁、海拉尔沙地，柴达木盆地，嫩江及其支流沿岸河滩阶地，黄河下游故道及其现代河漫滩的高滩地，雅鲁藏布江及其支流的河滩阶地，以及东南沿海滨海滩地。
风沙土虽非地带性土壤类型，但其分布格局主要处于黑钙土、栗钙土、棕钙土和漠土地带内，跨黑龙江、辽宁、内蒙古、陕西、宁夏、甘肃、青海、新疆等省（区），构成中国著名“三北”风沙区。
第七章植被、土壤与自然环境的整体性和差异性第一节植被和土壤一、植被1．说出影响植被形态和分布的主要因素。
提示：热量、水分、光照、土壤、环境污染等。
2．连线。
3．植被有一定的指示作用。
将下列植被与其正确指示连线。
二、土壤(一)土壤的物质组成阅读理想土壤组成物质的体积百分比图，完成下列问题。
(1)写出图中字母代表的土壤组成部分：A______，B________。
(2)土壤的物质组成中属于固相的有__________。
(3)土壤水分和空气组成比例常常随着外界______条件及其他因素的变化而彼此消长。
(4)理想土壤的性状特点有_________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：(1)空气矿物质(2)矿物质和有机质(3)气候(4)既能通气透水，又能蓄水保温(二)影响土壤形成的主要因素1．根据土壤形成过程示意图，判断正误。
(1)土壤是在成土母质、气候、生物、地貌和时间等因素综合作用下的产物。
(√)(2)所有裸露的岩石都被风化为成土母质。
(×)(3)在低等生物、微生物作用下，有机质积累，开始具有一定肥力。
(×)(4)在高等生物作用下，大量有机质被合成腐殖质，土壤具有了肥力。
(√)(5)生物在土壤形成过程中起着主导作用。
(√)(6)人类对土地的开发利用，只能导致土壤不断退化、肥力不断下降。
(×)(7)人类可以改造土壤，由生土形成熟土。
(√)2．将土壤形成的影响因素及其影响正确连线。
命题视角(一) 植被及其与自然环境各要素之间的相互关系演绎法学习1．森林的分类及特征森林类型气候特征分布地区植被特征植物群落特征2．草原的分类及特征温带草原夏季温暖，冬季寒冷，气候干燥主要分布在温带半湿润、半干旱地区草原夏绿冬枯，植被高度较热带草原低群落结构简单，会有一些矮小的灌木3．植被与自然环境各要素之间的相互关系要素自然环境要素对植被的影响植被对自然环境要素的作用地形山区植被比平原地区丰富；中低纬度地区山地海拔越高，垂直植被带越丰富；山地的阳坡和迎风坡植被一般比阴坡和背风坡稠密植被覆盖率高的地区外力作用小，防风固沙，减少侵蚀地貌的形成气候不同气候条件形成的植被类型、植被的垂直结构和植被特征不同植被可降低气温年较差和日较差，增加湿度，起到调节气候的作用水文水源条件好的地区植被生长好；河湖水的水文特征直接影响水生植物的生长；洋流通过影响气候进而影响植被植被覆盖率影响河流含沙量的大小、径流的稳定性以及季节变化和年际变化特征土壤土壤肥力、水分含量、酸碱性等影响植被生长和分布植被生长可以改变土壤的性质，减少土壤侵蚀命题点全训读我国西双版纳森林景观图，回答1～2题。
一、名词解释地带性植被：地带性植被(zonal vegetation)又称显域植被，是指能充分反映气候类型特征的植被类型。
地带性植被在地球表面常呈带状分布，与气候带(型)的界线大致相符。
非地带性植被：非地带性植被(azonal vegetation)又称隐域植被，是指受地下水、地表水、地貌部位或地表组成物质等非地带性因素影响而生长发育的植被类型。
显域植被：见地带性植被隐域植被：见非地带性植被纬度地带性：气候、土壤、植被的分布沿纬度方向(南北方向)成带状发生有规律的更替，称为纬度地带性。
经度地带性：气候、土壤、植被的分布沿经度方向(东西方向)成带状发生有规律的更替，称为经度地带性。
垂直地带性：随着山体海拔高度的增加，气候、土壤、植被发生有规律的更替，称为垂直地带性。
垂直带谱：山地植被垂直带的组合排列和更替顺序形成的植被体系，称为植被垂直带谱。
老茎生花：植物直接在无叶的木质茎上开花、结实。
红树植物：组成红树林的植物称为红树植物(Mangrove plants)，是指生在热带浅水海滩潮间带，或是生在周期性海潮能够到达的入海河流中的木本植物。
胎生：红树林植物的果实成熟后，并不从树上脱落，包藏在果实体内部的种子开始生长成绿色棒状胚轴，渐渐地变为带有胚茎笔状胎生苗，长约10～30厘米，从母株吸收营养，并利用胚茎上的皮孔呼吸，继续成长到成熟可脱离母树，坠落入滩泥，或乘着潮水，飘流他方，重新落地生根。
泰加林：狭义的泰加林是指由西伯利亚冷杉、西伯利亚云杉和西伯利亚松一起生长并在西伯利亚低地上形成大片的，稍微沼泽化的森林，当地称为泰加群落(taiga)。
它的基本特点是阴暗、沼泽化和缺乏阔叶成分。
广义的泰加林指整个北方针叶林。
阴暗针叶林：云杉和冷杉是较耐阴的树种，所以云杉林和冷杉林比较郁闭，林内比较阴暗，有时候称它们为“阴暗针叶林”。
明亮针叶林：松树和落叶松比较喜阳，组成的针叶林也较稀疏，林内较明亮，因此把这类森林称为“明亮针叶林”。
第七章土壤的形成、分类与分布土壤。
土壤作为一个历史自然体和地理体，有其在分布上的地理规律。
笫一节土壤形成因素与过程19世纪末，俄国土壤学家B．B．道库恰耶夫提出了土壤是地理景观的一面镜子，是一个独立的历史自然体；认为母质、气候、生物、地形和时间是土壤形成的主要因素，土壤是在这五大自然成土因素共同作用下形成的。
自人类利用土壤从事农业生产开始．人为因素就干预了土壤的形成，随着农业生产的发展和科学技术的进步，人为因素对土壤形成的干预日益深刻和广泛，它在农业土壤的发展变化上已成为—个具有特殊重大作用的因素，成为五大自然成土因素之外的成土因素。
(一)母质因素(一)母质因素母质是形成土壤的物质基础，母质中的某些性质，如机械性质、渗透性、矿物组成和化学特性等都直接影响成土过程的速度和方向。
如黄土母质出于本身的特点是质地细匀，上下一致，所以在此母质上形成的土壤也必然保留黄土母质的特点。
如在酸性花岗岩风化物中，由于石英质量分数较高的，而所含的盐基成分(Na2O，K2O，CaO，MgO)较少，在强淋溶下极易完全淋失，使土壤呈酸性反应。
如而富含盐基的基性岩或中性岩，如玄武岩、辉绿岩等风化物形成的土壤则多为中性。
如沙质母质，透水性强，而不易引起母质中的化学风化作用，故其成土作用缓慢，土壤剖面不易发育。
壤性母质，有适当的透水性．母质可以充分进行化学分解，分解产物又能随水下移淀积．从而发生较为明显的层次分化。
粘质的母质，则由于透水不良，水分在土壤中移动缓慢，土壤物质由上向下的垂直移动现象不显著，而且有时还能出现潜育化现象。
(二)气候因素气候支配着成土过程的水热条件．水分和热量不但直接参与母质的风化过程和物质的地质淋溶过程，而且更重要的是它们在很大程度控制着植物和微生物的生长，影响土壤有机物质的积累和分解，决定着营养物质的生物学循环的速度和范围。
(1)气候对土壤风化作用的影响。
母岩和土壤中矿物质的风化速率直接受热量和水分控制。
一般情况下。
温度从O℃增长到50℃时，化合物的解离度增加7倍，母岩和土壤的风化作用亦大大增强。
(2)气候对土壤有机质的影响。
一般的趋势是，降水量大，植物生长繁茂。
植物体的年增长量大，每年进入土壤中的有机物质也就多，反之则少。
但从温度来说，在一定范围内，随着温度的升高，土壤微生物活动也随之加速，因而土壤有机质的分解过程也加快。
据研究，当湿度为60％～65％。
温度为45～50℃时，有机物质分解最充分，可达到总量的90％，如果湿度和温度超过这个范围．则有机物质的矿化受阻，促进腐殖质的形成。
上述关系一般来说，也适用气候与土壤全氮质量分数的关系。
(3)气候对土壤矿物质迁移的影响。
随着气候条件和土壤水热状况的变化．土壤中矿物质的迁移状况也有相应的变化。
我国自西北向华北逐渐过渡，土壤中盐类的迁移能力不断加强。
因此它们在土体中的分异也愈加明显。
在西北荒漠和半荒漠草原区，易溶解的盐类有淋溶现象，土体中往往没有明显的钙积层。
在内蒙古及华北的森林草原地区，一价盐类大部分淋失，大部分土壤都具有明显的钙积层。
但到华北东部的温带森林地带，则碳酸盐也大多淋失。
在华南则铁、铝等在土壤表层积累．硅遭到淋溶。
(三)生物因素生物因素是影响土壤发生发展的最土要、最活跃因素。
由于生物的生命活动，才把大量的太阳能引进成土过程的轨道。
使分散在岩石圈、水圈和大气圈中的营养元素有了向土壤聚积的可能，从而创造出仅为土壤所固有的肥力特性，并推动土壤的形成和演化，所以从一定意义上说，没有生物的作用，就没有土壤的形成过程。
土壤形成的生物因素，包括植物、土壤动物和土壤微生物的作用。
1．植物在成土过程中的作用植物在土壤形成中的作用．最重要的是表现在土壤与植物之间的物质和能量的交换过程上，特别是高等绿色植物，把分散在母质、水体和大气中的营养元素选择性地吸收起来，利用太阳能进行光合作用，合成有机质，把太阳能转化为化学能，再以有机残体的形式，聚积在母质表层。
然后经过微生物的分解、合成作用或进一步的转化．使母质表层的营养物质和能量逐渐地丰富起来，改造了母质。
不同植物所形成的有机质的性质、数量和积累方式等不同。
木本植物的组成以多年生为主．每年形成的有机质只有一小部分以凋落物的形式堆积于土壤表层之上，形成粗有机质层。
疏松多孔，透水通气，有利于天然淋洗过程的进行．适于好气微生物活动。
形成的腐殖质层较浅薄，且腐殖质在土壤剖面中的分配往往是自表土向下急剧地减少．所形成的腐殖质以富里酸为上。
草本植物的组成以一年生和多年牛草本植物为主，一年内植株的主体部分都要死亡，因而每年都有大量的有机残体进入土壤，数量巨大的死亡根系残留十土壤内，就地分解，成为土壤腐殖质，逐渐形成深厚的腐殖质层。
此外，植物根系对土壤结构形成的作用和凭借根系分泌的有机酸分解原生矿物，并使之有效化。
植被可以改变环境，特别是水热条件．从而对土壤形成过程产生影响。
2．土壤动物在成土过程中的作用土壤动物的种类众多，数量大，他们都以特定的生活方式．参与了土壤腐殖质的形成和养分的转化以及疏松土壤和搬运土壤的作用，对土壤的组成、理化性质及肥力状况均有深刻的影响。
3、土壤微生物在成土过程中的作用微生物一方面分解有机质，释放其中所含有的各种养料，为植物吸收利用；另一方面合成腐殖质．发展土壤胶体性能。
此外，固氮微生物、化能细菌等，还可增加土壤含氮量和矿质养分的有效率。
(四)地形因素在成土过程中，地形是影响土壤和环境之间进行物质、能量交换的一个重要条件。
它在成土过程中，不提供任何新的物质。
其主要作用表现为：一方面是使物质在地面进行再分配；一方面是使土壤及母质在接受光、热条件方面发生差异，以及接受降水或潜水在土体的重新分配方面的差异。
1．地形与母质的关系地形对母质起着重新分配的作用。
不同的地形部位可能有不同类型的母质，如从山地上部或台地至湖泊、滨海．其母质依次分别为残积母质、坡积物、洪积物、冲积物、湖积物和海积物。
2．地形与水热条件的关系地形支配着地表径流，在很大程度上也决定地下水的活动情况。
地形也影响着地表温度的差异。
这是由于不同的高度、坡向对太阳辐射吸收和地面辐射的不同而造成的。
3．地形与土壤发育的关系随着河谷地形的演化，在不同地形部位上可构成水成土(河漫滩．潜水位较高)－→半水成土(低级阶地，土壤仍受潜水的一定影响)—→地带性土(高阶地，不受潜水影响)发生系列。
随着河谷的继续发展，土壤也相应的由水成土经半水成土演化为地带性土壤。
(五)时间因素土壤形成的母质、气候、生物和地形等因素的作用程度或强度，都随着时间的延长而加深。
具有不同年龄、不同历史情况的土壤．在其他因素相同的条件下，必定属于不同类型的土壤。
土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄两种。
绝对年龄是指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起，迄今所经历的时间，通常用年来表示；相对年龄则是指上壤的发育阶段或土壤的发育程度，一般用土壤剖面分异程度加以确定，在一定区域内，土壤的发生土层分异越明显，剖面发育度就高，相对年龄就大；反之亦然。
一般地说，发育程度高的土壤，所经历的时间大多比发育程度低的土壤为长。
但有的土壤所经历的时间虽然很长，但由于某种原因，其发育程度仍旧停留在比较低的阶段。
(六)人为因素人类活动在土壤形成过程中具有独特的作用．与其他自然因素有着本质的不同，不能把人类活动简单地包括在生物因素之内，也不能把其作为第六个因来与其他自然因素同等看待。
第一，人类活动对土壤的影响是有意识、有目的、定向的。
通过生产实践活动，人类利用和改造土壤，定向培肥土壤，使土壤肥力特性发生巨大变化，朝着更有利于农业生产需要的力向发展，其演变速度远远大于自然演化过程。
第二，人类活动是社会性的，它受着社会制度和社会生产力的制约，在不同的社会制度和不同的生产力水平下，人类活动对土壤的影响及具效果有很大的不同。
第三，人类活动对土壤的影响具有两重性，可以产生正效应。
提高土壤肥力，也可产生负效应，造成土壤退化。
人类活动对土壤的影响是极为深刻的，它通过改变某一成土因素之间的对比关系来影响、控制土壤发育的方向。
自然因素与人为因素共同影响着土壤，只不过是自然土壤以自然因素作用为主，农业土壤以人为因素作用为主。
二、主要成土过程土壤的发生和演变是诸成土因素综合作用的结果，在划分土壤个体特征而进行土壤分类时，就必须在分析成土因素的前提下，研究成土过程及土壤属性。
根据土壤形成的环境条件、形成过程的生物化学实质，以及所产生的剖面形态，可以将成上过程归纳为以下几个基本类型。
(一)原始成土过程从岩石露出地面有微生物着生开始到植物定居之前形成的土壤过程，称为原始成土过程，它是土壤形成作用的起始点。
原始成土过程可与岩石风化同时同步进行。
(二)有机质积聚过程有机质积聚过程是指在各种植被下，有机质在土体上部积累的过程。
有机质积累过程的结果，往往在土体上部形成一暗色的腐殖质层。
由于植被类型、覆盖度以及有机质的分解情况不同，有机质积聚的特点也各个相同。
(三)粘化过程粘化过程是指土体中粘土矿物的生成和聚积过程。
包括淋溶淀积粘化和残积粘化。
粘化过程的结果一般在土体心土层粘粒有明显的聚积，形成—个相对较粘重的层次，称粘化层。
(四)钙化过程钙化过程主要是指干旱、半干早地区土壤钙的碳酸盐发生淋溶程。
淀积的形态有粉末状、假菌丝体、结核状或层状等，层位和厚度随着降水量的增加，层位较深。
反之，层位较浅，而厚度较大。
(五)盐化、脱盐过程盐化过程是指土体中各种易溶性盐类在土壤表层积聚的过程。
除滨海地区外，盐化过程多发生干早、半干早地区。
当土壤中可溶性盐类聚积到对作物发生危害时，即成为盐渍土。
盐渍土由于降水或人为灌水洗盐，结合挖沟排水，降低地下水位等措施，可使其所含的可溶性盐逐渐降低或迁到下层或排出土体，这一过程称为脱盐过程。
(六)碱化、脱碱过程碱化过程是指土壤吸收性复合体为钠离子饱和的过程，又称为钠质化过程。
碱化过程的结果可使土壤呈强碱性反应pH>9，土壤物理性质极差，作物生长困难，但含盐量一般不高。
脱碱过程是指通过淋洗和化学改良，从土壤吸收性复合休上除去钠离子的过程。
(七)白浆化过程白浆化过程是指土体中出现还原高铁高锰作用而使某一土层漂白的过程。
主要发生在较冷凉湿润和质地粘重地区，使土壤表层逐渐脱色，形成一铁锰贫乏，板结和无结构状态的白色淋溶层——白浆层。
该过程的发生与地形条件有关，多发生在白浆土中。
(八)灰化过程从化过程是指土体表层(特别是亚表层)R2O3及腐殖质淋溶淀积而SiO2残留的过程。
主要发生在寒温带引叶林植被条件下，残落物经微生物作用后产生酸性很强的富里酸及其他有机酸，使铁铝等发生强烈的络合淋溶作用而淀积于下部。
使亚表层脱色．SiO2残留在土体的上部，从而在表层形成一个灰白色的灰化层。
(九)潴育化过程潴育化过程指土壤形成中的氧化还原交替进行的过程。
