南京農(nóng)業(yè)大學土壤微生物與生態(tài)習題重點答案

1、南京農(nóng)業(yè)大學土壤微生物與生態(tài)習題重點答案劉滿強教授土壤生物與生態(tài)學復習指導第一章緒論基本概念：土壤生態(tài)學/土壤生態(tài)系統(tǒng)。土壤生態(tài)學的概念土壤生態(tài)學是研究土壤生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物與生物、生物與非生物環(huán)境 之間的相互作用及功能過程的學科。土壤生態(tài)學是研究土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及調(diào)控 規(guī)律的學科。土壤生態(tài)學是研究土壤與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(徐琪，1990)。土壤生態(tài)學土壤生物之間及與周圍環(huán)境相互作用的研究.土壤生物學相對于土壤物 理和土壤化學，以生物個體本身為研究重點的學科.土壤生物化學主要研窕包括土壤內(nèi) 的微生物過程、土壤酶及土壤內(nèi)有機質(zhì)形成和周轉(zhuǎn)的研究.土壤微生物學研究土壤微生 物及其生態(tài)過程的傳

2、統(tǒng)學科.微生物生態(tài)學微生物生態(tài)學研究的生境包括土壤、植物、 動物、淡水和海洋及沉積物，它包含了部分土壤生物學和土壤生態(tài)學的內(nèi)容. 土壤生態(tài)學的研究內(nèi)容。土壤生物與非生物組成份的數(shù)量、構(gòu)成及時空分布：土壤生物的相互作用及其與 土壤環(huán)境的關(guān)系：土壤生物群落及生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和演替；土壤生物多樣性、生物相 互作用與生態(tài)功能的關(guān)系；土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息交換：土壤生 態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的恢復和維持；土壤生態(tài)系統(tǒng)與其他生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用。土 壤生態(tài)工程及各種應用研究結(jié)合和發(fā)展生態(tài)學理論的研究土壤生態(tài)學的研究主要發(fā)表在哪些中英文專業(yè)雜志上(各舉例3個)？土壤生態(tài)學方面的研究報告主要發(fā)表在生

3、態(tài)學報、應用生態(tài)學報、土壤學報、生物多 樣性、生態(tài)學雜志、其它土壤及微生物、植物和環(huán)境類的雜志上；Soil Biology and Biochemistry> Microbial EcologyBiology and Fertility of Soil、 Plant and soil、 Pedobiologia European Journal of Soil Biology、 Agriculture, Ecosystems and Environments BiogeochemistryFEMS Microbiology EcologyThe ISME Journal 和 Ecolog

4、y Letters> Ecology Journal of Applied Ecology、Ecological Application-. European Journal of Soil Biology、Functional Ecology、Global Change Biology 等刊物上。我國進行土壤生態(tài)學研究的主要科研機構(gòu)。中國科學院南京土壤研究所，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，中國科學院植物研究所, 浙江大學環(huán)境與資源學院第二章土壤生物的生境土壤結(jié)構(gòu)土壤質(zhì)地是指土壤中不同大小顆粒砂粒sand (0. O50C2. 0 mm),粉粒silt (0. OO20CO. 05 mm)

5、,黏粒clay(<0.002 mm)的相對比例。土壤質(zhì)地，一般分為砂土、 壤土和黏土三 大類。土壤質(zhì)地主要繼承了成土母質(zhì)的類型和特點，是較為穩(wěn)定的自然屬 性。土壤質(zhì)地與土壤持水性能、陽離子交換量，植物和生物養(yǎng)分的短期庫有關(guān)；因此土壤 質(zhì)地的重要性在于它（黏土礦物的類型和數(shù)量）決定了土壤保持水分和養(yǎng)分的能力。質(zhì) 地的測定實際上就是顆粒組成的測定。土壤結(jié)構(gòu)是不同大小的顆粒結(jié)合或團聚形成具有一 定穩(wěn)定性的土塊或土團。穩(wěn)定（力穩(wěn).、水穩(wěn)）團聚體的形成需要物理、化學和生物學因 子的相互作用。土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性常用土壤大團聚體的比例來反映。一般將直徑大于 0.25mm的團聚體視為大團聚體。土壤結(jié)構(gòu)主要

6、不僅受到成土母質(zhì)的影響，而且也是人類可 以調(diào)控的屬性。土壤結(jié)構(gòu)很早就被認為是高肥力和高生物活性土壤的標志。良好的土壤結(jié) 構(gòu)能夠促進水氣流通、利于土壤生物的遷移，從而增加營養(yǎng)交互的機會：當然，也利于根 系的生長。土壤結(jié)構(gòu)受到土壤生態(tài)學家的強烈關(guān)注，其重要性不僅決定了土壤水分和養(yǎng) 分的分布和保持能力，而且其創(chuàng)造的孔隙分布也決定了土壤生物能否獲得棲息空間。土壤團聚體的傳統(tǒng)測定方法 包括干篩和濕篩。但是這種對土壤結(jié)構(gòu)破壞性的測定方法在近期也受到指責。土壤持水量 是表征土壤能夠吸持最大的水分含量的一個指標，一般是田間持水量和植物永久萎蕉土 壤含水量的差值，土壤質(zhì)地（黏土礦物的類型和數(shù)量）、土壤結(jié)構(gòu)及有機

7、質(zhì)是重要影響 因素。土壤孔隙不僅是水肥和氣體交換的場所，更是土壤生物的棲居場所?？梢哉f，土壤 孔隙分布是土壤結(jié)構(gòu)的真正表現(xiàn)。土壤有機質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要性質(zhì)。 對于土壤生態(tài)學家來說，土壤有機質(zhì)的重要性不僅在于它是土壤結(jié)構(gòu)、土壤養(yǎng)分的決定 因 素，更在于它是土壤生物的能量和物質(zhì)（碳和養(yǎng)分）的來源。 為什么土壤pH受到 土壤生態(tài)學家的關(guān)注？土壤pH也受到土壤生態(tài)學家的關(guān)注，pH能夠控制養(yǎng)分的有效性（例如磷的有效性） 并直接影響土壤的活性（例如酸性土壤的鋁毒）。大部分土壤微生物所能忍受的pH范圍是 4-9； 土壤動物對pH也非常敏感，如蚯蚓在酸性土壤中數(shù)量很少，而線蚓則較多。試述土壤有

8、機質(zhì)對土壤生物群落的重要性？ 土壤酸化來源：1）CO溶于水形成碳酸： 2）微生物氧化鉉形成硝態(tài)氮的過程；3）酸雨、火山噴發(fā)、雷電形成硫和氮的氧化物及 長期的風化淋洗過程：4）含酚類和鐐基功能團的有機物分解過程。生境的時空變異由于 自然障礙對遷移的限制及氣候的敏感性，多數(shù)大型動植物都有一定的地理分布范圍，旦我 們現(xiàn)在也基本了解物種的全球分布格局。微生物多樣性的地理分布格局和控制因素至今 不清楚，一種流行的觀點是微生物屬r-廣布種。比較有說服力的證據(jù)來白澳大利亞湖泊 沉積物的原生動物研究。另一種推測是微生物也會呈現(xiàn)一定的地理分布，這種分布反映了 微生物對特定環(huán)境條件的響應。土壤生物的多度和活性在水

9、平和垂直方向的表現(xiàn)出高度 的空間異質(zhì)性。由于不同的生物對土壤條件的響應方式不同，不同類群的生物表現(xiàn)出不 一樣的空間分布格局。這種空間異質(zhì)性可以在幾亳米到幾百米的尺度上表現(xiàn)出來，一般 與土壤性質(zhì)相聯(lián)系。迄今，有關(guān)土壤生物空間分布的研究很少，這是因為空間變異在過去 的研究中通常被認為是影響研究結(jié)果的隨機誤差。然而，研究土壤空間異質(zhì)分布對我們 了解土壤生物群落的發(fā)展、多樣性的形成及土壤生態(tài)功能的影響因素都至關(guān)重要，地統(tǒng)計學(Geostatistics) 為空間異質(zhì)性的定量化及可能原因探索提供了便利。例如，土壤生態(tài)學的最重要課題之一 便與空間異質(zhì)性的密切相關(guān)。土壤生物多樣性的成因及調(diào)控因素土壤生物多樣

10、性的成因：可利用資源的空間異質(zhì)性分布可能是不同尺度上土壤生物多 樣性形成的重要原因。此外，土壤生物異質(zhì)性分布導致的空間隔離也在很大程度上決定物 種之間能否共存，從而影響土壤生物群落結(jié)構(gòu)。因此，不同管理方式(土地利用、耕作與 水肥管理、種植制度與作物品種等)對土壤空間性質(zhì)的影響不同，可能對土壤生物多樣性 的影響也不同。土壤的四維性土壤系統(tǒng)在不同尺度都存在強烈的三維空間變異，并且同時在不同時間尺度上也存在 著第四維變異。土壤生態(tài)學研究的尺度問題土壤是地球上最復雜的物理環(huán)境。土壤孔隙等 高度的空間異質(zhì)性為生物提供了不同的棲息環(huán)境，這提醒我們了解土壤生物必需注重尺度 的選擇。觀點：土壤可視為一個異質(zhì)的

11、生物景觀。不同微域，由于不同的理化條件而支 持不同的生物。因此，整個土體的生態(tài)功能并非是所有微域的簡單平均。最著名的例子是 根際 rhizosphere和土體bulk soil的截然不同?？臻g和時間的變異與不同的尺度交接在 和一起，因此我們了解土壤生物的分布及影響都需要對時空變異有充分的考慮第三章土 壤生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者基本概念：土壤生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)者/細根/根系碳淀積/根際/根際對話土壤生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者是指利用太陽能或簡單無機物作為食物的自養(yǎng)生物，如綠 色植物、土壤藻類以及某些光能和化能白養(yǎng)細菌。高等植物主要通過地上部的凋落物和地 下部的根系與土壤生態(tài)系統(tǒng)進行著物質(zhì)和能量交換：植物生長

12、及其代謝產(chǎn)物在凋落物和根 系上均有所反映，對土壤生物及非生物環(huán)境有重要影響。當然，土壤生態(tài)系統(tǒng)也主要通過 對死有機物的分解和養(yǎng)分循環(huán)過程及活的根系等對地上部生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生反饋作用。不論是 死亡的殘體還是生活的植物，生產(chǎn)者成為鏈接地上和地下部生態(tài)系統(tǒng)的橋梁。在自然的陸 地生態(tài)系統(tǒng)中，除了植食者爆發(fā)等少數(shù)情況外，凋落物是植物凈初級生產(chǎn)力的最大去向， 尤其是林地生態(tài)系統(tǒng)。不過，伴隨植物初級生產(chǎn)更多的需要滿足人類社會的需要。葉片 是凋落物的主要形式，死亡根系也是凋落物的重要形式，某些植物種類的樹皮(如桂樹) 或枯枝也比較重要。細根：生態(tài)學研究中還經(jīng)常根據(jù)根的直徑大小進行分類，以反映不同級別根的結(jié)構(gòu)分 布

13、與功能。基本分成兩類，一類是粗根(Coarse roots),指直徑>2-5皿的根；另一類是 細根(Fine roots),直徑在2-5所以下，細根的周轉(zhuǎn)期一般認為是1年左右(<1 3年)， 但可能更長一些。根系大小(size/mass)根系大小一般指單位面積上根的總干物質(zhì)量； 根的直徑：衡量根的粗細或大小的指標，能部分反映根的種間差異或發(fā)育階段，根的長度: 根在空間伸展的絕對長度。具體地可分別用主根長度、側(cè)根長度和根總長度等衡量根密度: 單位體積的根所含有的各級根的總數(shù)目：根的表面積和體積：當研究根對水分和養(yǎng)分吸收 以及其他根-土界面相互作用時，根表面積是一重要參數(shù)：根際的范圍一般距根1mm至數(shù) mm,因植物根的類型和土壤環(huán)境條件而異。根際概念：指受植物根系活動的影響，在物理、 化學和生物學性質(zhì)方面不同于原土體的土壤微域。細菌的根際效應較高，真菌的根際效應 相對較低。根系淀積(rhizodeposition)根分泌、溢泌的單糖、多糖、