土壤因子

1土壤对林木的影响森林对土壤的影响第二章之六土壤因子2本节导读领会：土壤对植物的影响、植物的适应类型简单应用：森林土壤的形成过程；森林土壤剖面综合应用：森林经营对土壤的影响3土壤的生态学意义土壤是许多生物的栖息场所土壤中的生物包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物、节肢动物和少数高等动物。土壤是生物进化的过渡环境。土壤中既有空气，又有水分，正好成为生物进化过程中的过渡环境。土壤是植物生长的基质和营养库土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的矿质元素。土壤是污染物转化的重要场地土壤中大量的微生物和小型动物，对污染物都具有分解能力。4土壤的生态学意义土壤位于陆地生态系统的底部，具有营养物传递系统，再循环系统和废物处理系统，是陆地生态系统的基底或基础。在土壤中进行的两个最重要的生态过程是分解和固氮过程。5土壤物理性质与林木生长土壤化学性质与林木生长土壤生物与林木生长植物对土壤的适应类型1土壤对林木的影响61.1土壤物理性质与林木生长母岩土壤厚度土壤质地土壤结构土壤水分土壤空气土壤温度7母岩土壤是母岩分化而形成的，岩石分化物影响土壤的物理、化学性质，如土壤质地、结构、水分、空气、热量、养分、pH等。花岗岩上发育的土壤呈沙壤质或壤质，通透性能好，呈微酸性反应石灰岩上发育的土壤呈中性至微酸性反应，质地细。母岩影响森林树种的优势程度我国华北山地，砂岩、页岩形成的酸性土上，油松占优势；石灰岩形成的微酸至碱性土壤上，油松渐少而以侧柏占优势8冲积母质：常见母质类型，在该母质上发育的土壤，土层深厚，养分适中，土壤理化形状好，适应于多种植物的生长。坡积母质：指山坡上的岩石经风化而成的岩屑，受外力作用(重力、雨、雪、水)由高处搬运至山坡的中下部而成。在该母质上发育的土壤，通透性较强、淋溶性强，盐基不饱和，盐基离子多以二、三价居多，适于林果类植物的生长。母质9湖积母质：由河流汇流作用，携带细小颗粒至湖洼，以及湖水中的水生藻类及动植物遗体经湖水泛滥后，静水沉积而成。特点：质地粘重，腐殖质含量高。黄土母质：黄土多为第四纪沉积物，在干旱及半干旱条件下，由于风化作用，细小颗粒经风力搬运沉积而成。特点：颗粒磨圆度高土层厚，CaCO310~15%。黄土性母质(次生黄土)：是黄土经水流侵蚀搬运沉积而成。特点：土层厚、无层次、颗粒细小。母质10土壤厚度影响土壤水分、养分的总储存量和根系的空间范围。故土壤厚度是决定森林生产力的重要因素影响植被的组成、结构、林木生长和森林生产力华北山地土壤浅薄的阳坡往往只有油松，稍厚处生长辽东栎、蒙古栎，而在深厚土壤上才生长有椴、白蜡、槭等土壤厚度的影响因素：母质运积方式、下层石砾、硬盘、永冻层、地下水、盐积层、砂积层的分布山地条件下，影响土壤厚度的主要因素：地形、坡度、坡向、坡位11土壤质地根据土壤质地，土壤可分为三大类砂土土壤颗粒较粗、土壤疏松、粘结性小，通气性能强，但蓄水性能差，易干旱，因而养料易流失，保肥性能差壤土质地较均匀，土壤不太松，也不太粘，通气透水，是适宜性较好的土壤粘土颗粒组成细，质地粘重结构致密，湿时粘，干时硬，保水保肥能力强，但透水透气性能差土壤质地影响林森根系的分布与伸展。云杉在排水不良和通气差的粘土中，根系浅并且发生风倒；但生长在砂壤土上，根系发育良好。12土壤结构土壤结构：土壤颗粒的排列状况，如团粒状、片状、柱状、块状、核状等。思考：为什么团粒结构的土壤最适宜植物生长？团粒结构是林木生长最好的土壤结构形态。(直径0.25~10mm)13土壤水分(soilmoisture)能直接被植物根吸收利用土壤水分有利于矿物质养分的分解、溶解和转化，有利于土壤中有机物的分解与合成，增加了土壤养分，有利于植物吸收土壤水分能调节土壤温度，灌溉防霜就是此道理土壤水分的过多或过少，对植物、土壤动物与微生物均不利土壤水分过少时，植物受干旱威胁，并由于好气性细菌氧化过于强烈，使土壤有机质贫瘠土壤水分不足影响幼苗的存活和树木高、径生长；土壤水分过多，引起有机质的嫌气分解，产生H2S及各种有机酸，对植物有毒害作用，并因根的呼吸作用和吸收作用受阻，使根系腐烂土壤水分14土壤空气土壤空气主要来自大气。土壤中，植物根系、动物和微生物的呼吸作用和有机质的分解，不断消耗O2，放出CO2，使土壤空气中O2和CO2的含量明显不同于大气。土壤中O2浓度一般为10~12%，CO2一般在0.1%左右，这些浓度随季节、昼夜和深度而变化。土壤中的高CO2，一部分以气体扩散和交换的方式不断进入地面空气层，供植物叶利用，另一部分直接为根系吸收。如果土壤中CO2积累过多，达到10~15%时，将会阻碍根系生长和种子发芽；若CO2浓度进一步增长会阻碍根系的呼吸和吸收，甚至因呼吸窒息而死亡。15土壤空气土壤水分过多，尤其是地下水位过高，会使土壤缺乏O2和提高CO2含量，阻碍根呼吸和吸收养分。在积水和透气不良的情况下，土壤空气含量可降到10%以下，抑制植物根系呼吸。土壤通气程度影响土壤微生物的种类、数量和活动情况，进而影响植物的营养状况通气不良，抑制土壤中好气微生物活动，减慢了有机物的分解与营养物的释放；通气过分，使有机物分解速度过快，养分释放太快，而腐殖质形成减少，不利于养分的长期供应。16土壤温度土温影响根系的生长、呼吸和吸收性能。温带木本植物根系生长的最低温度在2~5℃，芽开放前，根已开始生长，一直延续到晚秋。温暖地区的植物，根系生长要求温度较高，如柑橘类的根在10℃以上才能生长。根系生长的最适土壤温度为20℃-25℃.土壤冻结，根系停止生长。永冻层的土壤中，根系都很浅土温过高，也会使根系或地下储藏器官生长减弱。土壤温度高低还影响根系形态土温影响了矿物质盐类的溶解速度、土壤气体交换、水分蒸发、土壤微生物活动以及有机质的分解，而间接影响植物的生长。17土壤温度土壤温度影响植物的吸水力和水分在土壤中的粘滞性植物从温暖土壤中吸水要比冷凉土壤中吸水更容易。生理性干旱181.2土壤化学性质与林木生长土壤酸度土壤养分元素土壤有机质19土壤酸碱度酸性或碱性环境直接伤害林木组织pH值小于3.5或高于9，多数植物根细胞的原生质受到损害。针叶树：3.7~4.5；阔叶树5.5~6.9；大于8.5多数树种难以生长。影响矿质盐分溶解度，从而影响植物养分的有效性土壤酸度一般在pH6~7时，养分的有效性最高。影响微生物活动而影响养分有效性和植物生长如细菌在酸性土壤中的分解作用减弱；固氮菌、根瘤菌等不能在酸性土壤中生存，使许多豆科植物的根瘤在土壤酸性增加时死亡，它们只能生长在中性土壤中。20树木对养分元素的适应耐瘠薄：马尾松、油松、樟子松、侧柏、蒙古栎、刺槐；不耐瘠薄：白蜡、榆、槭、杉木；中等：落叶松、山杨等。21土壤有机质是由植物、动物、微生物遗体、分泌物、排泄物以及它们的分解产物组成的。森林中植物的地上、地下凋落物是土壤有机质的主要来源。土壤养分的保存、土壤结构、质地的改良、土壤酸度等。22土壤有机质土壤有机质是土壤肥力的一个重要标志。土壤有机质可分成腐殖质(humus)和非腐殖质。非腐殖质是死亡动植物组织和部分分解的组织。腐殖物质是土壤微生物分解有机质时，重新合成的具有相对稳定性的多聚体化合物。腐殖质是植物营养的重要碳源和氮源。还是异养微生物的重要养料和能源，能活化土壤微生物。土壤微生物活动旺盛，给植物提供丰富的养料。土壤有机质对土壤团粒结构的形成、保水、供水、通气、稳温也有重要作用，从而影响植物生长。231.3土壤生物包括微生物、动物和植物根系。土壤微生物指生活在土壤中的细菌、放线菌、真菌和藻类。土壤动物通常分为大、中、小型三种。综合作用为机械粉碎：纤维素和木质素经嚼食后分解为排泄物，可供微生物再分解利用。林木根系死亡后增加土壤下层的有机物质和阳离子交换量，促进土壤结构形成；根系腐烂后其孔道可改善土壤通气性，利于重力水下排；根系分泌物、根际周围的微生物均能促进矿物和岩石分化。24土壤微生物的作用生态系统中的分解者或还原者，使有机物质腐烂，释放出养分，促成了养分循环某些细菌、真菌与某些植物形成根瘤和菌根，可以改善土壤营养状况微生物残体增加有机质；细菌和真菌等微生物构成腐生食物链的营养级。某些细菌和真菌是森林病害的病源。25根围区指微生物种群数量和种类受根影响的那一部分土壤。根向周围土壤分泌碳水化合物、维生素和氨基酸，使根微微生物的数量大大增加。根围微生物含有大量的固氮菌。有些根围微生物还能分泌生长调节物质，改善根的生长状况。26影响根系分布的因素土壤的物理性质土壤湿度和通气性土壤温度土壤养分根系竞争或相互作用土壤化学性质271.4植物对土壤的适应类型根据植物对土壤酸碱度的适应范围和要求分为，酸性土植物(pH6.5)、中性土植物(pH6.5-7.5)和碱性土植物(pH7.5)。根据植物对土壤中矿质盐类(如钙盐)的反应分为钙质土植物、嫌钙植物。根据植物对土壤含盐量的反应分为：盐土植物和碱土植物28树种对酸碱度的适应酸性土：马尾松、映山红、赤扬、油茶、铁芒萁；钙质土：柏树、南天竺、蜈蚣草、铁线蕨；盐碱土：柽柳、盐角草、盐节木、胡杨。29土壤生物类型酸性土壤指示植物芒萁(Dicranopterispedata(Houtt.)Nakaike)酸性土壤指示植物岗松(BaeckeafrutescensLinn.)30土壤生物类型钙质土壤指示植物蜈蚣草(PterisvittataLinn.)柽柳(TamarixchinensisLour.)31盐碱土植物和沙生植物大多数植物和农作物适宜在中性土壤中生长。生活在盐碱土中的植物和沙基质中的植物，分别归为盐碱土植物和沙生植物。32盐土植物分类(1)聚盐性植物这类植物能适应在强盐渍化土壤生长，能从土壤里吸收大量的可溶性盐类，并把这些盐类积聚在体内而不受伤害。该类植物原生质对盐的抗性强，极高的渗透压。盐穗木黑果枸杞盐节木33(2)泌盐性植物这类植物的根细胞对于盐类的透过性与聚盐性植物一样是很大它们吸进体内的盐分不积累在体内，而是通过茎、叶表面上密布的分泌腺，把所吸收的过多盐分排出体外，这种作用称为泌盐作用。柽柳(TamarixchinensisLour.)34(3)不透盐性植物这类植物的根细胞对盐类的透过性非常小，所以他们虽然生长在盐碱土上，但在一定盐分浓度的土壤溶液中，几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类(抗盐植物)。如盐地紫菀、盐地凤毛菊等植物细胞的渗透压也很高。352森林对土壤的影响森林土壤的形成与剖面构造森林凋落物和森林死地被物对森林土壤的影响森林经营对土壤的影响362.1森林土壤的形成与剖面构造森林土壤系指森林植被下发育的土壤，是相对于草原、荒漠或其它植被类型而言的。森林土壤受人为干扰较小，土壤剖面保持较完整，土表积累有深厚的森林凋落物，土壤剖面中根系和石砾较多，含有大量依赖于森林生存的土壤生物。树木根系是森林土壤区别性的组成成分37石头母质各种风化作用地形生物气候时间自然土壤淋溶层淀积层母质层母岩层母质地形生物气候时间森业土壤腐殖层A层B层C层土壤形成38有机体微生物分解绿色植物合成养料元素土壤体风化作用淋溶作用岩石江海沉淀作用土壤形成的实质是地质大循环和生物小循环的矛盾与统一39土壤剖面从地面向下挖掘的一段垂直切面。土壤剖面的构造(或土体构型)，是指从上到下不同土层的排列方式。40土壤层次大致与地表平行的土壤层次---土层。在土壤形成过程中所产生的土层叫发生学土层(河滩地的土壤层次只叫土层，流水携带因重力分离沉积下来)。可用下列基本图示予以说明。41土壤结构42新生体与侵入体新生体是在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质，如各种铁锰结核、盐斑等。侵入体不是土壤形成过程中的物质，而是外来入侵土体中的物质，故称作侵入体。如砖头、瓦片等，在森林土壤中的炭屑等。432.2森林凋落物和森林死地被物对森林土壤的影响一年中降落到地表的叶片、小枝、花、时、树皮及森林其它残体统称为森林凋落物。森林凋落物是土壤有机质的主要来源。凋落物中数量最多的是上层林木的叶片。按干重计，森林凋落物各成分占总重量的百分比：叶为60~70%，非叶凋落物为27