土壤的理化性质对生物的生态作用

【专家解说】：土壤是岩石圈表面能够生长动物、植物的疏松表层，是陆生生物生活的基质，它提供生物生活所必需的矿物质和水分。因而，它是生态系统中物质和能量交换的重要场所；同时，它本身又是生态系统中生物部分和无机环境部分相互作用的产物。 由于植物根系和土壤之间具有极大的接触面，在植物与土壤之间发生着频繁的物质交换，彼此强烈影响，因而土壤是一个重要的生态因子。人们试图在控制环境以获得更多的收成时，常发现不容易改变气候因素，但能改变土壤因素，这就增加了研究土壤因素的重要性。 2.3.4.1 土壤的物理性质的生态作用 土壤的物理特性主要指土壤温度、水分含量及土壤质地和结构等。土温是太阳辐射和地理活动的共同结果。不同类型土壤有不同的热容量和导热率，因而表现出相对太阳辐射变化的不同滞后现象。这种土温对地面气温的滞后现象对植物有利，影响植物种子萌发与出苗，制约土壤盐分的溶解、气体交换与水分蒸发、有机物分解与转化。较高的土温有利于土壤微生物活动，促进土壤营养分解和植物生长，动物利用土温避开不利环境、进行冬眠等。 土壤水分直接影响各种盐类溶解、物质转化、有机物分解。土壤水分不足不能满足植物代谢需要，会产生旱灾，同时好气性微生物氧化作用加强，有机质消耗加剧。水分过多使营养物流失，还引起嫌气性微生物缺氧分解，产生大量还原物和有机酸，抑制植物根系生长。 土壤中空气含量和成分也影响土壤生物的生长状况，土壤结构决定其通气度，其中CO2含量与土壤有机物含量直接相关，土壤CO2直接参与植物地上部分的光合作用。 土壤的质地、结构和土壤的水分空气和温度状况密切相关，并直接或间接的影响着植物和土壤动物的生活。沙土类土壤黏性小，气孔多，通气透水性强，蓄水和保肥能力差，土壤温度变化剧烈；黏土类土壤的质地黏重，结构紧密，保水保肥能力强，但孔隙小，通气透水性差，湿时黏干时硬；壤土类土壤的质地比较均匀，土壤既不太松又不太黏，通气透水性能良好且有一定的保水保肥能力。 2. 3.4.2土壤的化学性质的生态作用 土壤化学特性主要是指土壤化学组成、有机质的合成和分解、矿质元素的转化和释放、土壤酸碱度等。矿质营养是生命活动的重要物质基础，生物对大量或微量矿质营养元素都有一定的量的要求。环境中某种矿质营养元素不足或过多或多种养分配合不当，都可能对生物的生命活动起限制作用。不同种类生物对矿质的种类与需求量存在较大差异，矿质在体内的积累量也有不同，如褐藻科植物对碘的选择积累，禾本科植物对硅的积累，十字花科植物对硫的积累，茶科植物对氟的积累，十字花科植物对若干种重金属盐的积累等。这些植物对有害的物质的耐性和积累，已在环境保护中得到广泛应用。 土壤有机质能改善土壤的物理结构和化学性质，有利于土壤团粒结构的形成，从而促使植物的生长和养分的吸收。土壤有机物也使植物所需各种矿物营养的重要来源，并能与各种微量元素形成络合物，增加微量元素的有效性。一般来说，土壤有机质的含量越多，土壤动物的种类和数量也越多，因此在富含腐殖质的草原黑钙土中，土壤动物的种类和数量极为丰富；而在有机质含量很少，并呈碱性的荒漠地区，土壤动物非常贫乏。 土壤酸碱度是土壤最重要的化学性质，因为它是土壤各种化学性质的综合反映，对土壤肥力、土壤微生物的活动、土壤有机质的合成和分解、各种营养元素的转化和释放、微量元素的有效性以及动物在土壤中的分布都有着重要的影响。土壤的酸碱度（pH值）直接影响生物的生理代谢过程，pH值过高或过低影响体内的蛋白酶的活性水平，不同生物对的适应存在较大的差异。如金针虫在pH为4.0~5.2的土壤中数量最多，在pH为2.7的强酸性土壤中也能生存；麦红吸浆虫通常分布在pH为7.0~10.0的碱性土壤中,当pH<6.0时便难以生存；蚯蚓和大多数土壤昆虫喜欢生活在微碱性土壤中，它们的数量通常在pH=8.0时最为丰富。 土壤酸碱度（pH值）间接影响生物对矿质营养的利用，它通过影响微生物的活动和矿质养分的溶解度进而影响养分的有效性。对一般植物而言，土壤pH=6~7时养分的溶解度最高，最适宜植物生长。在强碱性土壤中容易发生铁、硼、铜、锰、锌等的不足；在酸性土壤中则易发生磷、钾、钙、镁的不足。