1、青島農業(yè)大學農業(yè)生態(tài)學課程論文論文題目：對十壤牛態(tài)學的認識專業(yè)班級：農學0902班姓名學號：楊志學20093431指導老師：房全孝完成時間：2011.10.28對土壤生態(tài)學的認識摘要：本文主要從土壤生態(tài)學的發(fā)展簡史、主要研究內容、主要研究趨勢三個方面進行了綜述，重點闡述了后兩方面的內容。關鍵詞：土壤生態(tài)學發(fā)展簡史研究內容研究趨勢1. 前言土壤生態(tài)學作為一門獨立的學科分支，尚只有幾十年的歷史。對于土壤生態(tài)學的概念，國內外的學者在不同時期對它的定義有所不同，但不管對該概念如何定義，土壤生態(tài)學絕不是“土壤”和“生態(tài)”的簡單相加1。Coleman等西方學者認為，土壤生態(tài)學是以土壤生物為中心，研究土壤生

2、物間以及土壤生物與非生命環(huán)境間的相互作用，揭示土壤生物群落的結構和功能的科學2,其研究重點在于研究土壤條件對土壤生物的區(qū)系組成、生長發(fā)育和繁殖的影響及土壤生物間和土壤生物與土壤結構之間的相互作用。我國學者普遍認為，土壤生態(tài)學是土壤學、生態(tài)學、地理學以及環(huán)境科學相互交叉滲透的一門具有廣泛研究領域的新興學科，它以土壤為中心，把土壤-植物-環(huán)境作為統一體（或綜合體）為對象，揭示它們之間的能流、物流的內在聯系，并應用整體與局部相結合的方法，重視與社會環(huán)境結合，為從根本上整治國土以永續(xù)利用土壤生產力服務3。以上對土壤生態(tài)學的定義，雖側重點不同，但其本質是相似的。2. 土壤生態(tài)學的發(fā)展簡史土壤生態(tài)學雖為一

3、門新興學科，發(fā)展歷史也僅僅幾十年之久，但有關土壤生態(tài)思想的萌芽，可追溯到我國古代文獻詩經、禹貢等，其中就有關于“土宜”的概念，敘述植物與土壤、氣候、地形之間的關系4。18世紀初到19世紀末，Humboldt的植物地理學、Darwin的物種起源和Warming與Schimper的植物生態(tài)學，這些著作均包含植物與土壤關系的論述。其中，Darwin最早對土壤中蚯蚓活動及其作用進行了描述。Dokuchaev的土壤發(fā)生學中提出的成土因素學說認為：土壤是氣候、生物、母質、地形和時間的產物，是一種歷史自然體，并強調生物群落與土壤形成的統一性。因此，從某種意義上講，Dokuchaev的成土因素學說可以看成是土

4、壤生態(tài)學萌芽的重要標志（章家恩等，1996）。19世紀末到20世紀70年代，Kevan的SoilEcology（1955）和Volobuev的EcologyofSoils（1964）以及Brown的EcologyofSoilsOrganisms等著作相繼出版，對土壤生態(tài)學概念的形成起了重大的作用。此外，60年代后期開始為期10年的國際生物學計劃（IBP）對推動全球，包括土壤生態(tài)學在內的生態(tài)系統生態(tài)學的發(fā)展也起了重要的作用（Coleman等，2004）。20世紀70年代到90年代中期，生態(tài)學理論進一步發(fā)展，以及多學科的交叉滲透和綜合的趨勢為土壤生態(tài)學的發(fā)展提供了良好的契機，自七八十年代以來，土壤

5、生態(tài)學研究日趨活躍，研究方法也達到了定性與定量相結合的水平（章家恩等，1996）。80年代后期，成立了國際土壤生態(tài)學會（SoilEcologySociety）;1961年，Pedobiologia創(chuàng)刊，專門發(fā)表土壤動物和微生物方面的研究成果。其間，有關土壤生態(tài)學的概念也逐漸被介紹到國內，并得到了長足的發(fā)展（熊毅，1978;黃瑞采，1979;徐琪，1982）。20世紀90年代中期以來，環(huán)境學、生物學、物理學、化學、信息科學等學科的發(fā)展也為土壤生態(tài)學注人了新的血液，尤其是分子生物學的飛速發(fā)展為土壤生態(tài)學的研究提供了強有力的工具。期間，AppliedSoilEcology創(chuàng)刊，Coleman等的Fu

6、ndamentalsofSoilEcology等著名的土壤生態(tài)學教材相繼問世。3. 土壤生態(tài)學的主要研究內容土壤生態(tài)系統被認為是研究土壤生態(tài)系統的結構、功能及其調控規(guī)律的學科。土壤生態(tài)系統的結構是指土壤生物和非生物環(huán)境的組成、分布、相互作用以及演變；土壤生態(tài)系統的功能是指土壤生物主導的生態(tài)過程；土壤生態(tài)系統的調控規(guī)律是指包括土壤生態(tài)系統自調節(jié)和自穩(wěn)定機制，以及人為干擾或者管理下土壤生態(tài)系統的退化和恢復重建機理5。其研究內容可進一步分為以下幾個方面：3.1 土壤生態(tài)系統土壤與生物關系的研究主要包括：土壤生物生存環(huán)境；土壤生物種類；土壤生物之間的相互關系；土壤生物與土壤物理過程、分解過程的關系；土

7、地利用方式、農作措施、污染物及轉基因作物對土壤生物的影響；土壤質量與土壤生物的關系等。土壤生態(tài)學中發(fā)展較早的分支是從經典生態(tài)學觀點出發(fā)，研究土壤生物與生態(tài)條件的關系，進而揭示土壤生物活動對土壤發(fā)生與土壤肥力的影響。早期的研究僅限于土壤中微生物形態(tài)、數量、分類及其分布，近年來逐漸深入到微區(qū)內（如根際）、孔隙甚團聚體內微生物、動物的數量、類別、形態(tài)、分布及其對土壤性質的影響，同時對較大動物（如蚯蚓、螞蟻等）亦有過研究。土壤生物對土壤中物質轉化和遷移有著重要的作用，如C、N、P、S的轉化以及有機污染物的降解等6。此外，從宏觀或歷史角度研究植物地理群落的演替同土壤發(fā)生或歷史演變的關系也是土壤生態(tài)學研究

8、的主要內容之一。植物與土壤間物質交換頻繁，同時二者相互影響。隨著植被的演替，土壤中水分與養(yǎng)分循壞也發(fā)生明顯改變，從而導致土壤的演變。在土壤演變的研究中，人類活動的影響越來越受到關注。近年，全球性變化研究中土壤退化的研究亦蓬勃興起。3.2 土壤生態(tài)系統的物質循環(huán)研究以土壤為核心的農田生態(tài)系統、森林生態(tài)系統和草原生態(tài)系統等陸地生態(tài)系統中物質循環(huán)的研究一直是土壤生態(tài)學最主要的研究內容之一6。物質循環(huán)的研究包括物質的輸入與輸出及養(yǎng)分平衡，研究物質在土壤-植被系統各分室的遷移、轉化的途徑及速率，并尋求控制物質的輸入與輸出，提高土壤生態(tài)系統生產力的途徑，研究的元素包括C、N、S、P及其他礦質元素與一些微量

9、元素。Radin等人在研究了森林生態(tài)系統中碳的循環(huán)后認為，森林生產為陸地第一性生產的49%,現存生物量的絕大部分也聚集于該生態(tài)系統，并隨凋落物而轉移到土壤，從而進入新的循環(huán)；Bolow-Olsen,張小川等人對草原生態(tài)系統中營養(yǎng)物質的循環(huán)進行研究后也認為，草原生態(tài)系統中營養(yǎng)物質的循環(huán)主要在土壤和動植物之間進行，后者還運用生態(tài)系統分室模型研究了羊草-小樂草草原及大針茅草原中Si、Al、Fe、Mn的循環(huán)，提出營養(yǎng)物質的虧缺是草場退化的重要原因之一；農田生態(tài)系統中物質循環(huán)的研究，是土壤生態(tài)系統研究的核心部分，也是研究最多的領域。它主要包括不同耕作制度下物質輸入輸出的特征及與土壤肥力、作物產量的關系；

10、不同施肥條件下物質循環(huán)特征與系統生產力的關系。3.3土壤生態(tài)系統的能量流研究土壤生態(tài)系統中能量流的研究主要有以下幾個方面：（1）土壤發(fā)生過程中能量轉化；（2）土壤中生物食物鏈能量的傳遞；（3）農業(yè)生態(tài)系統能量的轉化與效率6。后兩個方面通過生物量與能量折算系數來進行研究。此外，近來有些學者將耗散結構理論引入土壤生態(tài)學，進行土壤系統嫡的計算，是土壤能量或熱力學研究上的新嘗試?？傊?，由于技術條件的限制，土壤生態(tài)系統能量流的研究目前仍甚少，而且今后相當長的時間內可能仍難有所突破。4.土壤生態(tài)學的主要研究趨勢4.1土壤生物多樣性的保護研究土壤生物多樣性的保護研究是20世紀80年代以來研究的主要領域，其對

11、于調節(jié)、保蓄、平衡土壤養(yǎng)分，增強系統的抗災、減災能力有重大意義。因此，建議加強以下研究：土壤生物相生相克的生物學基礎研究；生物多樣性對于提高、平衡土壤養(yǎng)分的生物效應研究；土壤生態(tài)條件與生物多樣性的關系研究；生物多樣性與土壤生態(tài)系統穩(wěn)定性的關系研究；生物遺傳性改變的土壤生態(tài)環(huán)境研究；人類活動（大型工程、農藥、化肥、耕作制和植被破壞等）對土壤生物多樣性的影響；不同土壤生態(tài)系的生物多樣性保護的原則、措施研究。4.2 土壤生態(tài)系統的退化和恢復研究自然災害和人類活動等引起的退化土壤生態(tài)系統的面積正在擴大，其抵御自然災害的能力降低，人類受到自然的威脅越來越大，因此，恢復和重建退化土壤生態(tài)系統已勢在必行。建

12、議加強以下研究：土壤生態(tài)系統退化的表征和危害程度研究；土壤生態(tài)系統退化的（物理、化學、生物）機理研究，特別重視農藥、化肥、工業(yè)“三廢”等污染物質及大型工程和不合理的經營模式等對土壤生態(tài)退化的作用特點和機制研究；洪、旱、風、蟲等自然災害造成的土壤退化表征及對系統的影響；新墾區(qū)、復耕地、移民區(qū)土壤生態(tài)的環(huán)境容納量、生態(tài)閾值及系統的功能評價研究；退化土壤生態(tài)系統恢復和重建的生物技術措施；退化土壤生態(tài)系統恢復和重建的政府行為研究減少排污、綜合治理、政策傾斜和教育等。4.3 土壤生態(tài)系統與全球氣候變化的研究研究表明，一些土壤生態(tài)系統釋放的溫室氣體（CH4、CO2和NOx等）與全球氣候變化有關7。因而建議

13、加強以下研究：土壤生態(tài)系統產生溫室氣體的種類、釋放量和釋放機制的研究；不同土壤生態(tài)系統（如森林、濕地、草原等）與全球氣候變化的關系研究；人類活動對產生溫室氣體的影響，尤其是不同耕作制、大型工程和植被破壞造成的影響。4.4 土壤生物技術和生態(tài)工程隨著可持續(xù)農業(yè)的發(fā)展和對生態(tài)農業(yè)技術需求的增加，在土壤生態(tài)學知識不管積累，特別是對土壤生物的性質、功能、土壤生物與土壤非生物的關系及其調控因素的深入了解下，簡歷土壤生物技術和生態(tài)工程技術成為可能。土壤生物技術是指接種某種顯效土壤動物或者微生物，提高土壤生物活性和植物生產力，側重于單項技術的應用；土壤生態(tài)工程是指包括有益土壤生物資源的混合接種、地上-地下生產性食物鏈的聯合配置和相應的土壤環(huán)境調控管理，以保證土壤生物活性，提高土壤肥力，發(fā)揮土壤生物及其植物的協同作用，提高土壤-作物系統的養(yǎng)分與能量利用效率和生產力，改善作物品質5。參考文獻1周禮愷.土壤生態(tài)研究的展望.應用生態(tài)學報J,1991,2（2）:178-1802楊萬勤，宋光煜，韓玉萍.土壤生態(tài)學的理論體系及其研究領域.生態(tài)學雜志J,2000,19（4）:53-563國家自然科學基金委員會.自然科學學科發(fā)展戰(zhàn)略調研報告-土壤學.科學出版社，1996,60-88.4董元華.對土壤生態(tài)學發(fā)展的幾點認識.中國土壤科學的現狀與展望M.江蘇科學技術