环境土壤学第三章XXXX

第三章土壤生物第三章土壤生物soilorganisms土壤生物活性和肥力直接或间接地与土壤生物有关。土壤生物是土壤具有生命力的主要成分，在土壤形成和发育过程中起主导作用。土壤生物是评价土壤质量和健康状况的重要指标之一。土壤生物是地球生物圈生物多样性的重要组成部分。土壤生物的重要性3.1Soilorganismcompositionsanddiversity土壤生物组成及其多样性3.2Influencedfactorsofsoilorganism土壤生物的环境影响因素3.3Distributionandeffectofsoilmicroflora土壤生物分布及其相互作用第三章土壤生物soilorganisms第一节土壤生物组成及其多样性Soilorganismcompositionsanddiversity土壤生物类型的多样性土壤微生物种群的多样性土壤微生物营养类型的多样性土壤微生物营养类型的多样性土壤生物数量巨大，种类多样。一、土壤生物类型的多样性Diversityofsoilorganismspecies土壤微生物土壤动物土壤中的植物根系土壤中的食物链关系有机组分6%无机组分94%死亡有机物87.88%植物根8.32%微生物3.59%非节肢动物0.10%节肢动物0.08%脊椎动物0.03%真菌46%细菌47%放线菌5%原生动物2%藻类0.2%土壤生物数量巨大，种类多样。一、土壤生物类型的多样性Diversityofsoilorganismspecies干重（%）千克/公顷数量（个/公顷）有机物质6120000死亡有机物5.28105400高等植物的根0.510000微生物细菌0.126002×1018真菌0.120008×1016放线菌0.012206×1017藻类0.0005103×1014原生动物0.0051007×1016非节肢动物线虫0.001202.5×109蚯蚓0.0051007×103节肢动物跳虫0.000124×105螨虫0.000124×105蜈蚣、千足虫0.001201×103盲蜘蛛0.0000512.5×104蚂蚁0.000255×106倍足类0.0011253.8×107双翅目0.0015355×107甲克类0.0005104×107脊椎动物老鼠0.0005104×105地鼠0.00061210狐狸0.0005101鸟0.000510100一、土壤生物类型的多样性Diversityofsoilorganismspecies按其功能和营养级分类Classificationaccordingtotheirfunctions按其大小分类Classificationaccordingtosize按其形态分类Classificationaccordingtomorphology一、土壤生物类型的多样性Diversityofsoilorganismspecies按其功能和营养级分类Classificationaccordingtotheirfunctions生产者Producers:Plants—fixCfromatmosphericCO2duringphotosynthesis.消费者Consumers:Feedonplantsandotherorganisms.分解者Decomposers(reducers):Utilizecarbonfromorganicmaterial,returningittotheatmosphereasCO2andothergaseousbyproductsandmineralizingnutrientstotheiroriginalionicform.寄生者Parasites一、土壤生物类型的多样性Diversityofsoilorganismspecies按其功能和营养级分类Classificationaccordingtotheirfunctions按其大小分类Classificationaccordingtosize一、土壤生物类型的多样性Diversityofsoilorganismspecies微生物Micro-organism0.2mm微(原生)植物Microflora0.2mm细菌、放线菌、丝状菌、藻类原生动物Microfauna0.2mm微小动物中等动物Mesofauna0.2-2mm线虫类.螨虫类大型动物Macrofauna2-20mm蚂蚁科.跳虫类巨型动物Megafauna20mm蚯蚓按其功能和营养级分类Classificationaccordingtotheirfunctions按其大小分类Classificationaccordingtosize按其形态分类Classificationaccordingtomorphology一、土壤生物类型的多样性Diversityofsoilorganismspecies原生动物（单细胞）后生动物（多细胞）微生物真核微生物：真菌和藻类原核微生物：细菌、放线菌和蓝细菌分子生物（无细胞结构，如病毒）土壤动物原生动物Microfauna(protozoa)单细胞真核生物（简称原虫）。结构简单，数量多、分布广。表土多，底土少。原生动物在土壤中的作用：调节细菌数量增进某些土壤的生物活性参与和促进土壤中物质的循环和转化原生动物在土壤中的作用：调节细菌数量增进某些土壤的生物活性调节细菌数量调节细菌数量增进某些土壤的生物活性调节细菌数量，保证土壤微生物群落组成的稳定纤毛虫细菌和小鞭毛虫为食变形虫动、植物碎屑为食鞭毛虫取食细菌土壤中主要的3种原生动物后生动物metazoan小的土居性的多细胞动物。种类：线虫、蚯蚓、蚂蚁、螨类、蠕虫、蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、轮虫、、、环节动物、蜘蛛和昆虫等.作用：植物残体破碎、混合.Nematodesinsoils土壤中的线虫Springtailsinsoils土壤中的节肢动物土壤动物的主要作用：促进土壤物质循环直接或间接地改变土壤结构土壤中微生物分布广、数量大、种类多，是土壤生物中最活跃的部分。微生物参与土壤有机质分解，腐殖质合成，养分转化和推动土壤的发育和形成。土壤微生物在地球生境中数量最多、生物多样性最复杂和生物量最大。微生物Micro-organism1公斤土壤可含5亿个细菌,100亿个放线菌和近10亿个真菌，5亿个微小动物。土壤微生物主要作用：调节植物生长的养分循环产消温室气体(CO2,CH4,NO,N2O,CO等)，影响全球气候变化分解有机废物保存物种、基因引发人、畜、植物病害土壤中的植物根系高等植物根系占土壤体积的约1%，其呼吸作用占土壤的1/4~1/3。固定植物，从土壤中吸收水分和养分。明显影响土壤的理化性质。植物根系常与其他生物间存在竞争或协同关系。土壤中的植物根系根际：直接受植物根系影响的土壤区域。一般将围绕根面1~5mm的薄层土壤称为根际土壤。根际环境对微生物的影响称为根际效应。根际效应产生的主要原因是根系分泌物。根际效应：根土比（R/S）=根际土壤微生物数量/非根际土壤微生物数量R/S一般为5~20二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation非细胞型生物即分子生物—病毒(virus)原核微生物(procaryotes)真核微生物(Eukaryoticmicroorganisms)二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation古细菌(archaea):甲烷产生菌细菌(bacteria)：占微生物总数量的70~90%放线菌(actinomyces)：种类、数量多蓝细菌（Cyanobacterium）粘细菌(myxomycota)二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation原核微生物(procaryotes)土壤细菌的特点个体微小，1微米左右形状多为棒状或杆状土壤细菌数量很大（占土壤微生物总数的70-90%），但生物量不大。代谢强、繁殖快。土壤中细菌的作用分解有机质参与碳循环、氮循环改善土壤结构净化土壤病害苜蓿根毛尖上的根瘤菌固氮细菌土壤中的放线菌(actinomyces)以孢子或菌丝片断存在，细胞数104-106/g土。肥土比廋土多，耕地比林地多，春秋季比夏冬季多。最适宜生长在中性、偏碱性、通气良好土壤中，转化土壤有机质。二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation原核微生物(procaryotes)真核微生物(Eukaryoticmicroorganisms)二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation真菌(fungus/eumycota)藻类(alga)地衣(lichen)森林土壤和酸性土壤中占优势单细胞或多细胞的真核原生生物硅藻、绿藻、黄藻土壤生物的先行者真菌和藻类形成的不可分离的共生体在土壤发生早期起重要作用Fungus真菌酵母菌蘑菇霉菌菌根Alga藻类二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation非细胞型生物即分子生物—病毒(virus)原核微生物(procaryotes)真核微生物(Eukaryoticmicroorganisms)二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation活细胞内的寄生物，超显微的非细胞生物，只是一种核酸。靠其宿主代谢系统的协助复制核酸，合成蛋白质等组分，然后再装配而得以繁殖。离体条件下，以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation土壤微生物指标及其表征二、土壤微生物种群的多样性Diversityofsoilmicro-organismpopulation土壤微生物生物量土壤中体积小于5x103um3的生物总量，包括细菌、放线菌、真菌和小型动物，不包括植物根系。通常以生物量碳表示。传统镜检法、成分分析法、底物诱导呼吸法、熏蒸法土壤微生物多样性碳素利用法、磷脂脂肪酸法、核酸分析法（DNA）土壤酶底物代谢法NutritionmodeThesourcesofcarbonandenergy异养型HeterotrophsC:organicmaterial数量多Chemoheterotrophs(化能有机营养型/化能异养型)种类：腐生、寄生energy:chemicaloxidationPhotoheterotrophs(光能有机营养型/光能异养型)种类：红螺菌energy:light自养型AutotrophsC:inorganicsources数量少Chemoautotrophs(化能无机营养型/化能自养型)种类：亚硝酸/硝酸/硫氧化/铁/氢细菌energy:chemicaloxidationPhotoautotrophs(光能无机营养型/光能自养型)种类：藻类、光合细菌energy:light三、土壤微生物营养类型的多样性Diversityofnutritionmodeoxygenrequirements？Aerobes(好氧性微生物)有氧呼吸requirementforoxygen实例：细菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物作用:彻底氧化,释放能量Obligateanaerobes(厌氧性微生物)无氧呼吸requireanabsenceofoxygen实例:梭菌、产甲烷细菌、脱硫弧菌作用:部分氧化Facultativeanaerobes(兼厌氧性微生物)兼性呼吸normallyrequire