第3章　地球表層系統(tǒng)的組成：有機(jī)界

1．土壤與巖石和生物有何不同？

答：（1）土壤的定義：

土壤是固態(tài)地球表面的具有生命活力，處于生物與環(huán)境間進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量交換的疏松表層。

（2）巖石的定義：

巖石是由一種或由兩種以上礦物所組成的固結(jié)或不固結(jié)的集合體，在自然界中大量存在。

（3）生物的定義：

生物是指自然界中具有生命的物體，包括植物、動(dòng)物和微生物三大類。生物的個(gè)體都進(jìn)行物質(zhì)和能量代謝，使自己得以生長和發(fā)育；按照一定的遺傳和變異規(guī)律進(jìn)行繁殖，使種族得以繁衍和進(jìn)化。

（4）土壤與巖石和生物的不同：

土壤與巖石都是非生物，只是部分生物所處的具體地段環(huán)境中的一個(gè)因素。

2．什么是土壤肥力？維持和提高土壤肥力的途徑有哪些？

答：（1）土壤肥力的定義：

土壤肥力是指土壤為植物正常生長發(fā)育提供并協(xié)調(diào)營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件的能力。

土壤肥力是反映土壤肥沃程度的一個(gè)重要指標(biāo)，它是土壤的綜合屬性和基本功能，它不僅反映了土壤系統(tǒng)本身的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)和土體構(gòu)型，以及土壤各種過程和性質(zhì)，同時(shí)也反映了與土壤系統(tǒng)相聯(lián)系的外界環(huán)境條件。

（2）維持和提高土壤肥力的途徑：

①用地與養(yǎng)地相結(jié)合、防止肥力衰退與土壤治理相結(jié)合，是保持和提高土壤肥力的基本原則。

②具體措施包括：增施有機(jī)肥料、種植綠肥和合理施用肥料；對(duì)于低產(chǎn)土壤，要借助化學(xué)改良劑和灌溉等手段進(jìn)行改良；要進(jìn)行合理的耕作和輪作，防止養(yǎng)分缺失、水分失調(diào)，防止土壤受金屬、農(nóng)藥一起其他污染物污染污染；因地制宜合理安排農(nóng)林牧布局；防止水土流失、風(fēng)蝕、次生鹽漬化、沙漠化和沼澤化等各種退化現(xiàn)象發(fā)生，保護(hù)森林、草原，維護(hù)生態(tài)平衡。

3．怎樣理解土壤在地球表層系統(tǒng)中的作用，以及土壤和人的關(guān)系？

答：（1）土壤在地球表層系統(tǒng)中的作用具有以下生態(tài)環(huán)境功能：

①土壤支持和調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育，維持、調(diào)節(jié)和控制著地表物質(zhì)循環(huán)過程；

②對(duì)大氣圈水分、碳循環(huán)、熱量平衡等有重要影響。土壤圈與大氣圈在近地表層進(jìn)行著頻繁的水分、熱量、氣態(tài)物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化，土壤不僅因其疏松多孔而能接收大氣降水及其沉降物質(zhì)以供應(yīng)生命之需，而且還能向大氣釋放CＯ_２、CH_４、N_２Ｏ等氣體，參與碳、氮、硫、磷等元素的全球循環(huán)，并對(duì)全球環(huán)境產(chǎn)生影響；

③將大氣降水重新分配為入滲、地表流失、下層土壤內(nèi)流失和地下水流失，影響地表水資源的總量及其化學(xué)成分；

④作為地球的“皮膚”，使巖石圈遭受外營力破壞性影響得以緩解；

⑥在分解人類生活垃圾、凈化生態(tài)環(huán)境等方面也具有極其重要的作用。

（2）土壤和人的關(guān)系

①土壤向人類提供食物、纖維物質(zhì)，是人類發(fā)展的重要自然資源，通過土壤形成發(fā)育過程分解和凈化人類生存環(huán)境中污染物和廢棄物，因而土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的首端，又是維持生存環(huán)境質(zhì)量的凈化器。土壤支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)構(gòu)架并保護(hù)人類文明遺產(chǎn)。

②人類活動(dòng)參與成土過程，合理使用可改良土壤，反之會(huì)引起土壤退化。

4．人類應(yīng)該以什么樣的態(tài)度來看待和利用土壤？

答：土壤和人類的關(guān)系十分密切，土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)包括植物生產(chǎn)（種植業(yè)）和動(dòng)物生產(chǎn)（飼養(yǎng)業(yè)）兩大基本部分。其中，首先是發(fā)展綠色植物生產(chǎn)，而土壤是植物生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料，是植物生產(chǎn)的基礎(chǔ)。任何飼養(yǎng)業(yè)的發(fā)展，最終都不能不以植物作為飼料，因此動(dòng)物只能利用綠色植物生產(chǎn)的有機(jī)質(zhì)中的化學(xué)潛能和營養(yǎng)物質(zhì)來維持其生命活動(dòng)。

（2）為了發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人們十分重視土壤資源的開發(fā)利用和改良，如開墾荒原，平整土地。耕作施肥、灌溉排水等，當(dāng)土壤開墾利用后，其受人為因素的作用大，當(dāng)利用合理時(shí)，會(huì)使土壤肥力不斷提高，反之，則會(huì)引起土壤的退化，如土壤沙化，土壤次生鹽漬化等。

（3）由于現(xiàn)代生產(chǎn)所排出的廢水，廢氣等，對(duì)環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)也日益產(chǎn)生深刻的影響，使土壤受到污染。

因此再利用土壤時(shí)，我們應(yīng)該遵循“十分珍惜和合理利用每一寸土地”的原則。重視土壤的保護(hù)和培育，應(yīng)該遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，使人地關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展。

5．試從地理環(huán)境要素相互聯(lián)系、相互作用的角度證明地理圈中包含著土壤圈。

答：（1）土壤圈是地球表層系統(tǒng)的組成部分，它處于地球表層不同圈層界面及其相互作用的交叉帶，是聯(lián)系有機(jī)界與無機(jī)界的中心環(huán)節(jié)，也是結(jié)合地理環(huán)境各組成要素的紐帶，既是它們長期共同作用的產(chǎn)物，又是對(duì)地球圈層的支撐。

（2）土壤圈與其他圈層之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，成為與人類關(guān)系最為密切的一種環(huán)境要素，它不僅受到大氣圈、巖石圈、生物圈和水圈的制約，而且它反過來又對(duì)這些圈層產(chǎn)生影響。

①土壤圈支持生物過程，提供生物所需的養(yǎng)分和水分；

②影響大氣圈的化學(xué)組成，吸收氧氣，釋放CO₂、CH₄、H₂S、N₂O等；影響降水在陸地和水體的重新分配，關(guān)系水循環(huán)和水平衡；

③是地球的保護(hù)層，減少巖石圈遭受各種外營力的破壞，關(guān)系地質(zhì)循環(huán)。

綜上所述，土壤圈與地球的其他圈層相互作用，土壤與各地理環(huán)境要素相互聯(lián)系，所以說地理圈中包含著土壤圈。

6．土壤的基本組成有哪些？什么樣的組成對(duì)植物的生長最有利？

答：（1）土壤的基本組成：

土壤是由固相（礦物、有機(jī)質(zhì)）、液相（溶液）、氣相（空氣）和土壤生物有機(jī)體四部分組成。

（2）處于最適于植物生長的典型壤質(zhì)土壤的體積組成大致為：

①土壤孔隙占50%，內(nèi)含水分和空氣，且水分與空氣比例大約是各占一半，且土壤孔隙中的水分和空氣也在時(shí)刻不停地變化；

②土壤固體占50%，其中礦物占45%，有機(jī)質(zhì)占5%；

③土壤生物體均生活在土壤孔隙之中。

7．土壤自然剖面包括哪些基本層次？各層次的特點(diǎn)如何？

答：土壤自然剖面包括以下幾個(gè)基本層次：

（1）O層（覆蓋層）。

特點(diǎn)：一般森林土壤常有這一層，草原土壤這一層很薄或不明顯；

（2）A層（淋溶層）。

特點(diǎn)：這一層常發(fā)生水溶性物質(zhì)向下淋溶作用，這一層中生物活動(dòng)旺盛，進(jìn)行著強(qiáng)烈的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化和積累作用；

（3）B層（沉積層）。

特點(diǎn)：該層沉積著自A層淋溶下來的物質(zhì)，所以稱為沉積層。B層因積累著淋溶層淋溶下來的粘細(xì)物質(zhì)，所以質(zhì)地較為粘重。顏色一般為棕色或紅棕色。

（4）C層（母質(zhì)層）。

（5）R層（母巖層）。

C層和R層的特點(diǎn)：嚴(yán)格來講母質(zhì)層和母巖層不屬于土壤發(fā)生層，因?yàn)樗麄兊奶匦圆⒎峭寥佬纬蛇^程中所產(chǎn)生。它僅作為土壤剖面的一個(gè)重要成分而列出。

8．為什么說團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是最好的土壤結(jié)構(gòu)？

答：團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是最好的土壤結(jié)構(gòu)是因?yàn)椋?/p>

（1）具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤總孔隙度可達(dá)55%，其中毛管孔隙度占40%，非毛管水占60%，比較適均，團(tuán)粒之間是非毛管孔隙，增加了土壤的通透性，而在團(tuán)粒內(nèi)部是毛管孔隙，使土壤具有較好的蓄水和保肥能力，有效地解決了土壤透水性與蓄水性的矛盾。

（2）較好的解決了土壤水分與空氣同時(shí)存在的矛盾，因而能較好的調(diào)節(jié)土壤導(dǎo)熱性、熱容量狀況，使土壤溫度變化較為穩(wěn)定和適度。

（3）有機(jī)質(zhì)與各種養(yǎng)分的含量都比較豐富，這是因?yàn)樵趫F(tuán)粒結(jié)構(gòu)表面的有機(jī)質(zhì)在好氣微生物的作用下，有利于養(yǎng)分的釋放與供應(yīng)。

（4）在團(tuán)粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部的有機(jī)質(zhì)則以嫌氣性分解為主，分解相對(duì)緩慢，有利于養(yǎng)分的保持。具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，其黏著性、黏結(jié)性和可塑性較小，有利于耕作。

9．土壤溫度狀況受哪些因素影響？

答：（1）土壤熱量來源于太陽輻射、地?zé)帷⑼寥牢镔|(zhì)轉(zhuǎn)化過程所釋放的化學(xué)能以及人們?cè)诟鬟^程中所施加的化學(xué)能等。其中太陽輻射是最主要是熱量來源。

（2）土壤的溫度狀況大致受四個(gè)因素的影響：

①其自身所吸收的凈熱量；

②使土壤溫度產(chǎn)生一定幅度變化所需的熱量；

③土壤中水分相態(tài)轉(zhuǎn)化及其擴(kuò)散過程所需要的熱量；

④伴隨土壤物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程所消耗或釋放的熱量。

10．土壤中主要的氧化劑和還原劑有哪些？

答：（1）在礦物風(fēng)化過程中，參與氧化還原反應(yīng)的元素主要有0、S、Fe、Mn、P、Cr、Ni、Cu、Ti等，在陸地表層的風(fēng)化過程中它們均趨向以氧化態(tài)存在。

（2）在生物參與的成土過程之中，上述元素再加C、H、N、水及各種有機(jī)化合物等元素的參與，使得還原反應(yīng)得以加強(qiáng)，從而構(gòu)成在土壤形成發(fā)育過程中的氧化—還原反應(yīng)的交替進(jìn)行，它們對(duì)土壤肥力的形成以及物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化起著重要的作用。

（3）土壤空氣和土壤水中的溶解氧、土壤有機(jī)質(zhì)、礦物及其中可變價(jià)態(tài)元素，以及植物根系和土壤微生物均是參與和決定土壤中氧化還原反應(yīng)最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

11．試述成土母質(zhì)、氣候與地形對(duì)土壤形成的影響。

答：（1）成土母質(zhì)。母質(zhì)對(duì)成土過程的影響屬于鈍性的。

①母質(zhì)的機(jī)械組成直接影響到土壤的機(jī)械組成、礦物組成及其化學(xué)成分。

②非均勻的母質(zhì)不僅直接導(dǎo)致土體的機(jī)械組成和化學(xué)組成的不均一性，而且還會(huì)造成地表水分運(yùn)行狀況與物質(zhì)能量遷移地不均一性。

③母巖種類、母質(zhì)的礦物與化學(xué)元素組成，不僅直接影響到土壤的礦物、元素組成和物理化學(xué)特性，而且對(duì)土壤形成發(fā)育的方向和速率也有決定性的影響。

（2）氣候。氣候直接影響著土壤物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的過程，并決定這母質(zhì)風(fēng)化、成土過程的方向和強(qiáng)度。

①氣溫及其變化對(duì)土壤礦物體的物理崩解、土壤有機(jī)物與無機(jī)物的化學(xué)反應(yīng)速率具有明顯的作用，對(duì)土壤水分的蒸散、土壤礦物的溶解與沉淀、有機(jī)質(zhì)的分解與腐殖質(zhì)的合成都有重要的影響，從而制約土壤中元素遷移轉(zhuǎn)化的能力和方式。

②大氣降水隊(duì)礦物風(fēng)化和土壤形成過程具有重要的影響，水分是許多礦物風(fēng)化過程與成土過程的媒介與載體。年降水量及其季節(jié)分配還決定著土壤中淋溶－淀積過程。一般情況下，土壤中有機(jī)質(zhì)的累積過程強(qiáng)度隨著區(qū)域降水量的增加而加強(qiáng)，但當(dāng)降水量增加到一定程度時(shí)，由于土壤水分過量導(dǎo)致土壤通氣狀況變差、土壤有機(jī)質(zhì)累積，特別土壤腐殖化過程則明顯受到抑制。

③風(fēng)對(duì)成土過程的影響是多樣的。

a．風(fēng)導(dǎo)致土壤表層粉粒大量流失，即土壤風(fēng)蝕沙化。

b．風(fēng)力堆積作用常造成土壤物質(zhì)組成的變化。

（3）地形。地形往往能夠引起物質(zhì)、能量的再分配，這會(huì)間接作用于土壤。

①地形決定著土壤水分狀況。

②地形影響地表物質(zhì)組成和地球化學(xué)分異過程。

12．為什么說生物因素在成土過程中起著主導(dǎo)作用？

答：（1）土壤的形成因素多種多樣，包括母質(zhì)、氣候、生物、地形、時(shí)間、人為等。而生物因素是土壤形成過程中最活躍和主要的因素。

（2）土壤的本質(zhì)特征是肥力，而肥力的產(chǎn)生與生物作用是密切相關(guān)的，生物是土壤中有機(jī)物質(zhì)的來源。在生物因素中，植物對(duì)土壤形成的作用又是最為明顯的。如巖石上的苔蘚，通過風(fēng)化在巖石表面形成土壤；綠色植物吸收養(yǎng)分，通過光合作用制造有機(jī)質(zhì)，再以枯枝敗葉的形式將養(yǎng)分返還給土壤。

13．試述土壤形成因素。

答：土壤的形成是氣候、生物、母質(zhì)、地形、時(shí)間及人類活動(dòng)綜合作用的結(jié)果。

（1）氣候

分為直接、間接兩方面。

①直接影響是指通過水分、熱量交換來影響土壤的水熱狀況；

②間接影響是指通過對(duì)巖石風(fēng)化和植被類型的影響來影響土壤的形成發(fā)育。

（2）生物

生物是土壤中有機(jī)物的來源，它們?yōu)橥寥捞峁┓柿?，是促進(jìn)土壤的形成的主導(dǎo)因素。

（3）母質(zhì)

母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，是構(gòu)成土壤的原始材料，其本身的組成和性質(zhì)對(duì)此后土壤的形成發(fā)育有著深刻影響。不同的母質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致不同土壤的形成。

（4）地形

地形高低的不同會(huì)對(duì)土壤的形成產(chǎn)生巨大影響，因?yàn)楦叨炔煌?，溫度、降水、濕度都?huì)有明顯不同。而坡度、坡向，也對(duì)土壤的水熱條件有顯著影響。

（5）時(shí)間和人類活動(dòng)。

土壤的形成發(fā)育需要十分漫長的時(shí)間，時(shí)間能夠決定土壤發(fā)展的程度和階段，也會(huì)影響土壤中物質(zhì)的淋溶和聚積。而人為活動(dòng)往往會(huì)改變植被狀況，從而將自然土壤結(jié)構(gòu)改造為人為土壤結(jié)構(gòu)，對(duì)土壤的形成發(fā)育造成巨大影響。

14．試述主要的成土過程。

答：成土過程即土壤形成過程，主要可分為以下這些步驟：

（1）腐殖質(zhì)化過程：土壤形成中的腐殖質(zhì)化過程是指各種動(dòng)、植物殘?bào)w在微生物作用下，通過一系列的生物化學(xué)和化學(xué)作用變?yōu)楦迟|(zhì)，并且這些腐殖質(zhì)能夠在土體表層積累的過程。

（2）泥炭化過程：泥炭化過程是指有機(jī)質(zhì)以不同分解程度的植物殘?bào)w形式在土壤上層不斷累積的過程。主要發(fā)生于地下水位很高，或地表有積水的沼澤地段。

（3）黏化與鈣化過程：黏化過程是指土體中黏土礦物次生層狀硅酸鹽的生成和聚積過程。鈣化過程是指碳酸鹽在土體中淋溶、淀積的過程。

（4）灰化過程：灰化過程是指在土體表層（特別是亞表層）SiO2殘留，R2O3及腐殖質(zhì)淋溶、淀積的過程。多發(fā)生在寒濕、郁閉的針葉林植被下。

（5）富鋁化過程：富鋁化過程是指在熱帶、亞熱帶高溫多雨并有一定干濕季節(jié)的條件下，由于土壤礦物高度風(fēng)化，硅酸鹽發(fā)生水解，釋出鹽基物質(zhì)，使風(fēng)化液呈中性或堿性，鹽基離子和硅酸大量淋失，而鋁、鐵（錳）等元素卻在堿性風(fēng)化液中發(fā)生沉積，滯留于原來的土層中的過程。

（6）鹽化與堿化過程：鹽化過程是指土體易溶性鹽類隨水向表層移動(dòng)與聚積過程。堿化過程是指由于土壤中強(qiáng)堿弱酸鹽碳酸鈉或者碳酸氫鈉相對(duì)富集，導(dǎo)致土壤溶液中的Na+進(jìn)入土壤膠體交換出一定量鈣離子、鎂離子和銨離子等的過程。

（7）潛育化與潴育化過程：潛育化是指在土體被水飽和、強(qiáng)烈嫌氣條件下發(fā)生的還原過程。潴育化是指土壤形成中的氧化還原過程，主要發(fā)生在直接受到地下水浸潤的土層中。

（8）熟化過程：土壤的熟化過程是指人為培養(yǎng)土壤的過程。通過耕作、灌溉、施肥和改良等方法，在土壤上部形成人為表層（Ap），并不斷改變?cè)械耐寥滥承┻^程和性狀，使土壤向有利于作物高產(chǎn)方向發(fā)育。

（9）退化過程：土壤退化過程是指因自然環(huán)境中的不利因素和人為開發(fā)利用的不當(dāng)，而引起的土壤物質(zhì)流失、土壤性狀與土壤質(zhì)量惡化以及土壤肥力下降，作物生長發(fā)育條件惡化和土壤生產(chǎn)力減退的過程。

15．簡述中國現(xiàn)行土壤分類的特點(diǎn)。

答：（1）土壤分類的定義:

土壤分類是在深入研究聚合土體發(fā)生發(fā)育、土壤系統(tǒng)發(fā)育演替規(guī)律的基礎(chǔ)上，根據(jù)土壤的基本性質(zhì)、形成條件、形成過程等的相似性與差異性，對(duì)土壤進(jìn)行區(qū)分和歸納的方法。

（2）中國現(xiàn)行土壤分類的特點(diǎn)：

中國現(xiàn)行土壤分類是以診斷層和診斷特性為基礎(chǔ)的系統(tǒng)化、定量化土壤分類。其中有土綱、亞綱、土類、亞類、土屬、土種和變種7級(jí)。這樣的土壤分類方法充分體現(xiàn)了我國土壤種類繁多、土壤成分復(fù)雜的特色，提出了人為土綱，也體現(xiàn)了面向世界向世界分類方法學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。

16．生物適應(yīng)環(huán)境的方式有哪些？它們是如何產(chǎn)生的？

答：（1）生物適應(yīng)性定義：

生物的適應(yīng)性是指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理機(jī)能、個(gè)體發(fā)育和行為等與其生存的一定環(huán)境條件互相統(tǒng)一、彼此適合的現(xiàn)象。這種適應(yīng)對(duì)于保證生物生長、發(fā)育和傳留后代有著重要意義。

（2）生物適應(yīng)環(huán)境的方式：

①植物方面，深入土壤的根系，直立于地面上的莖枝和形狀扁平、面幅廣闊的葉子，都是植物竭盡所能進(jìn)行光合作用的體現(xiàn)。仙人掌葉子退化成針刺，減少水分蒸騰，肥厚的肉質(zhì)莖貯存大量水分以適應(yīng)炎熱的氣候條件。

②動(dòng)物方面，許多動(dòng)物借助于保護(hù)色、警戒色和擬態(tài)躲避捕食者而獲得生存的機(jī)會(huì)就是最好的例子。

（3）適應(yīng)性的產(chǎn)生：

這些適應(yīng)，都是生物與生物、生物與環(huán)境之間的長期相互作用、自然演化的結(jié)果。

17．什么是生物的指示現(xiàn)象？它在人類生產(chǎn)活動(dòng)中有何作用？

答：（1）生物的指示現(xiàn)象的定義：

生物的指示現(xiàn)象是指生物根據(jù)自身或群體的某些特征，對(duì)內(nèi)外環(huán)境中的變化做出某些反映的現(xiàn)象。自然界中的生物，尤其是植物及其群體，對(duì)于其他要素所施加的影響反應(yīng)最為靈敏，也最具表現(xiàn)能力。

（2）生物的指示現(xiàn)象對(duì)人類的作用主要有以下幾點(diǎn)：

①氣候指示作用：椰子正常開花結(jié)果是熱帶氣候的標(biāo)志。鐵芒萁占優(yōu)勢(shì)的群落是我國亞熱帶氣候的指示體。

②水指示作用：利用生物指示水質(zhì)變化、指示土壤水分和地下潛水狀況。香蒲生長的地方，土壤水分過剩；針茅大量出現(xiàn)的地方，土壤干旱。

③土壤指示作用：植物或植被可以判斷土壤類型、分布和土壤的酸堿度、機(jī)械組成等。鐵芒萁是我國熱帶和亞熱帶強(qiáng)酸性土壤的指示植物，而蜈蚣草是鈣質(zhì)土的指示體。

④大氣指示作用：在受污染大氣中，地衣、苔蘚難于生存，從而地衣和苔蘚成為清潔大氣的指示生物。

⑤斷層指示作用：在表示地質(zhì)構(gòu)造方面，最簡單的聯(lián)系是植被常沿?cái)嗔褞С示€性分布。在斷層錯(cuò)動(dòng)地區(qū)因巖性不同，植被類型也因之發(fā)生變化，借此可判斷斷層的存在。

⑥礦物質(zhì)指示作用：土壤及其下墊巖石中某種元素或化合物的過剩對(duì)植物有非常明顯的影響，因此生長在環(huán)繞礦體的任何元素或化合物的分散暈范圍內(nèi)的植物，常常表現(xiàn)出不一般的特點(diǎn)。利用這些特點(diǎn)可以判斷土壤中某種元素或化合物的存在。

18．什么是種群和生物群落？

答：（1）種群的定義：

種群是指同種生物在特定環(huán)境空間內(nèi)和特定時(shí)間內(nèi)的所有個(gè)體的集群，它們之間并非機(jī)械的集合在一起，而是能夠自由交配、繁殖。

（2）生物部落的定義：

生物群落是指生活在一定自然地段或水域內(nèi)，相互間具有直接或間接關(guān)系的各種動(dòng)物、植物的總體。每個(gè)生物群落都是由多個(gè)生物種群組成的，都具有其獨(dú)特的群落外貌，這是對(duì)生態(tài)環(huán)境的綜合反映。

19．簡述生態(tài)系統(tǒng)的概念及其組成成分。

答：（1）生態(tài)系統(tǒng)的定義：

生態(tài)系統(tǒng)是指在自然界一定的空間內(nèi)，生物與環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體。在此之中，生物與環(huán)境之間相互影響、相互制約，并在一定時(shí)期內(nèi)處于相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。

（2）生態(tài)系統(tǒng)的組成成分有以下四種：

①非生物的物質(zhì)和能量：包括陽光、水、無機(jī)鹽、空氣、巖石等。它們都是生物不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。

②生產(chǎn)者：是生態(tài)系統(tǒng)的主要組成成分，主要是各類綠色植物，也包括化能合成細(xì)菌。它們通過光合作用或氧化還原反應(yīng)來合成有機(jī)物，往生態(tài)系統(tǒng)中輸入能量，維持穩(wěn)定。

③消費(fèi)者：是以動(dòng)植物為食的異養(yǎng)生物，范圍很廣。它們通過捕食、寄生，在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞著能量。

④分解者：多是各類細(xì)菌、真菌，也包括一些腐生動(dòng)物。它們可將各種無生命的復(fù)雜有機(jī)質(zhì)分解成水、二氧化碳等可被生產(chǎn)者利用的物質(zhì)，從而完成物質(zhì)循環(huán)。

20．什么是生物多樣性？它對(duì)人類有何意義？

答：（1）生物多樣性的定義：

生物多樣性是對(duì)生物體的變異和可變異度以及它們發(fā)生環(huán)境的生態(tài)復(fù)雜性的總稱。包括三個(gè)方面：遺傳多樣性、物種多樣性、生物群落或生態(tài)系統(tǒng)多樣性。

（2）生物多樣性是數(shù)十億年自然界生物進(jìn)化的結(jié)果，是人類寶貴的自然財(cái)富。其對(duì)于人類社會(huì)的意義有：

①生物多樣性為人類提供了豐富的食物資源。人類已經(jīng)使用大約5000種植物作為食物，其中有數(shù)十種成為人們廣泛種植的糧食作物。在人類飲食中，動(dòng)物食品少于植物食品，動(dòng)物食品提供了人類食物蛋白質(zhì)總量的1／3。

②生物多樣性為人類提供了豐富的藥物資源。世界上，有許多藥物都是從植物、動(dòng)物或微生物軀體中提取出來的。世界衛(wèi)生組織正式確定了2萬種藥用植物，而且許多人工合成藥品的原料也來自于生物。

③生物多樣性為人類提供了豐富的生產(chǎn)原料。木材、纖維、淀粉、橡膠、油脂、薪材等生物代謝過程中的產(chǎn)物均是重要工業(yè)生產(chǎn)原料，而現(xiàn)代工業(yè)的基本原料石油、天然氣、煤炭等也是生物活動(dòng)與地質(zhì)作用共同形成的結(jié)果。

④生物多樣性包含了物種遺傳基因的多樣性，這為人類利用現(xiàn)代生物技術(shù)繁殖良種、異種雜交提供了遺傳材料。同時(shí)全球生物多樣性對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)平衡、保護(hù)水土資源、調(diào)節(jié)地球表層系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量循環(huán)也具有重要意義。

21．舉例說明食物鏈和食物網(wǎng)的營養(yǎng)級(jí)構(gòu)成。

答：生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是指生態(tài)系統(tǒng)中的無機(jī)環(huán)境與生物群落之間和生產(chǎn)者、消費(fèi)者與分解者之間，通過營養(yǎng)或食物傳遞形成的一種組織形式，它是生態(tài)系統(tǒng)最本質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征。生態(tài)系統(tǒng)各種組成成分之間的營養(yǎng)聯(lián)系是通過食物鏈和食物網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)的。

（1）食物鏈和食物網(wǎng)的概念

①食物鏈?zhǔn)侵干鷳B(tài)系統(tǒng)中各種生物間以一系列吃與被吃關(guān)系聯(lián)結(jié)起來的食物關(guān)系的順序。

②食物網(wǎng)是指在生態(tài)系統(tǒng)中，各種食物鏈相互交錯(cuò)，互相聯(lián)系，形成的錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

（2）食物鏈的營養(yǎng)級(jí)構(gòu)成：食物鏈包括捕食食物鏈、碎食食物鏈和寄生性食物鏈三種主要類型。

①捕食食物鏈從綠色植物固定太陽能、生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)開始，它們屬于第一營養(yǎng)級(jí)，食草動(dòng)物屬于第二營養(yǎng)級(jí)，各種食肉動(dòng)物構(gòu)成第三、第四及更高的營養(yǎng)級(jí)。例如水稻（第一營養(yǎng)級(jí)）→稻螟蟲（第二營養(yǎng)級(jí)）→青蛙（第三營養(yǎng)級(jí)）→蛇（第四營養(yǎng)級(jí)）。

②碎食食物鏈則從有機(jī)體的殘?bào)w開始，經(jīng)土壤動(dòng)物的粉碎與分解和細(xì)菌、真菌的分解與轉(zhuǎn)化，以無機(jī)物的形式歸還給環(huán)境，供綠色植物再次吸收。例如樹葉碎片及小藻類（第一營養(yǎng)級(jí)）→蝦、蟹（第二營養(yǎng)級(jí)）→魚（第三營養(yǎng)級(jí)）→食魚的鳥類第四營養(yǎng)級(jí)）。

③寄生性食物鏈?zhǔn)且源髣?dòng)物為基礎(chǔ)，小動(dòng)物寄生到大動(dòng)物上形成的食物鏈。例如哺乳類（第一營養(yǎng)級(jí)）→跳蚤（第二營養(yǎng)級(jí)）→原生動(dòng)物（第三營養(yǎng)級(jí)）→細(xì)菌（第四營養(yǎng)級(jí)）→過濾性病毒（第五營養(yǎng)級(jí)）。

（3）食物網(wǎng)的營養(yǎng)級(jí)構(gòu)成：自然界中的食物鏈并不是孤立存在的，幾乎沒有一種消費(fèi)者是專以某一種植物或動(dòng)物為食的，也沒有一種植物或動(dòng)物只是某一種消費(fèi)者的食物。食物網(wǎng)是食物鏈之間的相互交叉攝食而形成的。

在食物網(wǎng)中，在某一食物鏈處于第三營養(yǎng)級(jí)的，在另一條食物鏈中可能是第四營養(yǎng)級(jí)，不一而足。例如，食蟲鳥不僅捕食瓢蟲，還捕食蝶蛾等多種無脊椎動(dòng)物，而且食蟲鳥本身也不僅被鷹隼捕食，而且也是貓頭鷹的捕食對(duì)象，甚至鳥卵也常常成為鼠類或其他動(dòng)物的食物。

22．何為凈初級(jí)生產(chǎn)量和凈次級(jí)生產(chǎn)量？一個(gè)植物群落的凈初級(jí)生產(chǎn)量與生物量有什么關(guān)系？

答：（1）凈初級(jí)生產(chǎn)量的定義：

凈初級(jí)生產(chǎn)量是指在初級(jí)生產(chǎn)過程中，植物光合作用固定的能量中扣除植物呼吸作用消耗掉的那部分后，剩下的可用于植物的生長和生殖的能量。

（2）凈次級(jí)生產(chǎn)量的定義：

凈次級(jí)生產(chǎn)量是指除生產(chǎn)者外其他有機(jī)體的生產(chǎn)，即消費(fèi)者、分解者利用初級(jí)生產(chǎn)量進(jìn)行同化作用，表現(xiàn)為動(dòng)物和其他異養(yǎng)生物生長、繁殖等。

（3）生物量的定義：

對(duì)于植物來說，它是指單位面積內(nèi)植物的總質(zhì)量。某一時(shí)間的生物量就是在此時(shí)間以前生態(tài)系統(tǒng)所積累的生產(chǎn)量。

（4）關(guān)系：

植物群落的生物量是指群落在一定時(shí)間內(nèi)積累的有機(jī)質(zhì)總量，是植物群落生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)劣和功能高低的最直接的表現(xiàn)，是生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量的綜合體現(xiàn)。植物群落生物量的大小直接影響著凈初級(jí)生產(chǎn)量的多少。

23．陸地生態(tài)系統(tǒng)主要包括哪幾種類型？它們的空間分布受到哪些環(huán)境因素的制約？

答：（1）陸地生態(tài)系統(tǒng)可分為荒漠生態(tài)系統(tǒng)、凍原生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、稀樹草原生態(tài)系統(tǒng)、溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)、熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)等類型。

（2）陸地生態(tài)系統(tǒng)的分布主要受水分、溫度和土壤的制約。由于陸地的環(huán)境條件非常復(fù)雜，從炎熱多雨的赤道到冰雪覆蓋的極地，從濕潤的沿海到干燥的內(nèi)陸，形成各種各樣的適應(yīng)環(huán)境條件的生物群落和陸地生態(tài)系統(tǒng)。

24．湖泊和海洋生態(tài)系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)的主要特征是什么？它如何影響系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和功能？

答：（1）水域生態(tài)系統(tǒng)包括淡水生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)，湖泊生態(tài)系統(tǒng)屬于前者，包括靜水湖泊生態(tài)系統(tǒng)和流水湖泊生態(tài)系統(tǒng)。湖泊生態(tài)系統(tǒng)大多數(shù)面積較小，邊界明確，深度小，水中光照條件較好。生產(chǎn)者除浮游藻類外，還有豐富的根生高等植物。

①在流水生態(tài)系統(tǒng)中，它通過復(fù)雜的水系網(wǎng)絡(luò)和強(qiáng)烈的輸入與輸出不僅把各個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)乃至海洋生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系起來，而且還給人類提供豐富的水源，并把自然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)為一體。

②在靜水生態(tài)系統(tǒng)中，由湖泊邊緣往中心，水深增加，形成兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)不同的亞系統(tǒng)。

a．沿岸帶水層較淺，光照充足，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，生物種類多，生產(chǎn)者以根生高等植物為主。食物資源充足，消費(fèi)者動(dòng)物豐富，種類較多。由于該帶水深和光照條件不同，常形成同心環(huán)狀排列的生物群落帶或更小的生態(tài)系統(tǒng)。

b．由沿岸帶向內(nèi)，水面開闊，深度加大，水質(zhì)清澈，生產(chǎn)者為浮游藻類，生活于光照條件較好的湖水上層。

（2）海洋生態(tài)系統(tǒng)不僅有各種浮游藻類也有大量的動(dòng)物門類，他們構(gòu)成了復(fù)雜的食物網(wǎng)。海洋由于各部分深度、光照、鹽分和生物種群組成不同，可劃分為海岸帶、淺海帶和遠(yuǎn)洋帶等。

①海岸帶光照充足，含鹽量、水溫和底部地形變化很大，河流帶來的有機(jī)物質(zhì)豐富，生物成分復(fù)雜，同時(shí)還包括生產(chǎn)力很高的次級(jí)生態(tài)系統(tǒng)。

②淺海帶光照仍較充足，有機(jī)物質(zhì)較豐富，利于生物生存，海產(chǎn)品豐富。

③遠(yuǎn)洋帶水面寬闊，是浮游藻類集中生活區(qū)，營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，初級(jí)生產(chǎn)力較低。

25．舉例說明人工生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的主要差別。

答：人工生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的不同之處在于：

（1）人工生態(tài)系統(tǒng)：

①以人類活動(dòng)為中心，功能簡單，結(jié)構(gòu)單一，生物多樣性較貧乏，具有明顯的社會(huì)性，受人類社會(huì)的強(qiáng)烈干預(yù)和影響；

②目的性強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行是為滿足人類的需要；

③易變性大，易受各種環(huán)境因素的影響，并隨人類活動(dòng)而發(fā)生變化，自我調(diào)節(jié)能力差；

④開放性強(qiáng)，系統(tǒng)依賴于外系統(tǒng)，并受外部的調(diào)控。如城市生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等，

（2）自然生態(tài)系統(tǒng)：

①自然生態(tài)系統(tǒng)是指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，依靠自然調(diào)節(jié)能力維持的相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。如原始森林、海洋等。

②自然生態(tài)系統(tǒng)可自然自發(fā)調(diào)節(jié)，受人類影響較小。

③種群較多，生物多樣性較豐富，食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)更復(fù)雜，更為穩(wěn)定但破壞后更難恢復(fù)。

④由于人類的強(qiáng)大作用，絕對(duì)未受人類干擾的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)沒有了。

26．什么是智能圈？

答：智能圈是指人類通過社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面對(duì)地球自然界施加影響的部分。又稱人類圈、技術(shù)圈。

人類是地球生物圈演化的最高產(chǎn)物，人類的智慧和勞動(dòng)正在使地表自然界迅速地“人化”，同時(shí)人類自身和社會(huì)也在不斷“優(yōu)化”，其結(jié)果是形成越來越高級(jí)的人類文明?，F(xiàn)階段的地球表層自然界，已處于人類智力的顯著控制下，從而形成了以人與人及人與自然環(huán)境的作用為主體的人類生態(tài)系統(tǒng)。

27．人在地球表層的優(yōu)勢(shì)地位和能動(dòng)作用表現(xiàn)在哪些方面？

答：人在地球表層的優(yōu)勢(shì)地位和能動(dòng)作用表現(xiàn)在以下四方面：

（1）人口數(shù)量。

一般物種的種群增長由于受到各種因素的制約，總數(shù)不會(huì)永遠(yuǎn)呈指數(shù)增長，而是在一定的時(shí)期大致維持在系統(tǒng)對(duì)該物種的承載能力之上。然而，迄今為止，人類是唯一呈指數(shù)增長的物種，而且在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)人口數(shù)仍呈指數(shù)增長。

（2）人類的適應(yīng)能力。

大多數(shù)物種都局限在狹小的生態(tài)環(huán)境內(nèi)生存，例如大象只能生存在熱帶，北極熊僅出現(xiàn)于寒帶，而人類則占據(jù)地球上廣闊的領(lǐng)域，在幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)中都能生存。這是由于人類具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，這種能力包括生理上、文化上的。

（3）人類的意識(shí)和智力。

人類是唯一具有反射性意識(shí)能力的物種。由于有了這種意識(shí)，許多潛在的限制因素所造成的問題，對(duì)人類來說都是可以解決的問題。使用工具和制造高水平工具是人類適應(yīng)能力的一個(gè)重要方面。人類又是唯一具有主觀能動(dòng)性、能有意識(shí)地計(jì)劃和控制自己行為的物種，也是唯一靠教育傳授本領(lǐng)和知識(shí)的物種。

（4）現(xiàn)代人類的社會(huì)化大生產(chǎn)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。

當(dāng)代人類在生態(tài)圈中優(yōu)勢(shì)地位的最重要表現(xiàn)，在于社會(huì)化的大規(guī)模生產(chǎn)力，以及先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。人類可以依靠它們來大規(guī)模提高食物產(chǎn)量、解除不利氣候的限制、控制疾病、降低死亡率等。人類的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)已深刻地改變了自然資源系統(tǒng)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)。

28．人類生態(tài)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)怎樣？

答：（1）人類生態(tài)系統(tǒng)概念

人類生態(tài)系統(tǒng)是指居民及其聚落環(huán)境組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，人類與其生存的自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境之間，通過物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞形成了相互作用、相互聯(lián)系、相互依存的人類生態(tài)學(xué)功能單位。

人類生態(tài)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)有以下幾方面：

（1）生物成分中的變化?，F(xiàn)代人類，由于掌握了高度發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)裝備，在自然界中已能夠解決許多困難。面對(duì)食物鏈上一級(jí)以及自然界中的許多威脅，人類已經(jīng)能夠較好的應(yīng)對(duì)。

（2）在構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的自然環(huán)境中，出現(xiàn)了日益擴(kuò)大的人造環(huán)境。人類在從自然界中汲取所需時(shí)，往往會(huì)通過對(duì)自然環(huán)境的改造或影響，使自然環(huán)境打上人的烙印。而今天的人工環(huán)境已成為由無數(shù)具有不同功能的人造物構(gòu)成的巨大系統(tǒng)。

（3）由于人類智慧的影響，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能都發(fā)生了巨大的變化?？茖W(xué)技術(shù)反映了人類應(yīng)對(duì)自然界變化的能力，它為人類認(rèn)識(shí)自然界、改變自然界提供了有效的手段。正是由了科學(xué)技術(shù)的幫助，人類才能按照自己的需要對(duì)自然界進(jìn)行開發(fā)利用。

（4）人類生態(tài)系統(tǒng)仍不能脫離自然生態(tài)系統(tǒng)。人類智慧和科學(xué)技術(shù)確實(shí)大大提高了能量和物質(zhì)流動(dòng)的效率，但這是以遵循而不是違反自然系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律為前提的。人類仍然是自然界的一員，離開了自然生態(tài)系統(tǒng)，人類生態(tài)系統(tǒng)就不能存在下去。

29．社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是否獨(dú)立于自然系統(tǒng)？為什么？

答：社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與自然系統(tǒng)不是彼此獨(dú)立的，而是相互聯(lián)系、相互作用的。因?yàn)椋?/p>

（1）人類社會(huì)群體及其工程技術(shù)產(chǎn)物可看成是單獨(dú)構(gòu)成的一個(gè)圈層，稱為社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)或技術(shù)圈。它包括由經(jīng)濟(jì)、政治和文化所構(gòu)成的社會(huì)因素和由人類的各種工程技術(shù)產(chǎn)物所構(gòu)成的技術(shù)因素。

（2）社會(huì)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)并不是獨(dú)立于自然系統(tǒng)的，而是由在自然系統(tǒng)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生，與自然系統(tǒng)共同存在，共同發(fā)展。

（3）人類社會(huì)一經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行無不以和自然系統(tǒng)的相互影響表現(xiàn)出來，并從而推動(dòng)整個(gè)智慧圈的運(yùn)行和發(fā)展。人類自從產(chǎn)生以來就在同自然環(huán)境不斷地進(jìn)行相互作用，在此過程中，已取得許多成功的經(jīng)驗(yàn)，但也有不少失敗的教訓(xùn)。

（4）幾千年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的歷史，既充分利用了土地肥力，又在不同程度上改良了土地。同時(shí)，不少地區(qū)由于采取掠奪性土地利用方式，引起大量土地流失、土地退化和沙漠化；許多地區(qū)的森林砍伐過度，許多生物種滅絕和瀕于滅絕。

（5）新城市產(chǎn)生了前所未有的環(huán)境的污染和破壞。隨著人口的急劇增加和人類改造自然、控制自然能力的不斷提高，人類與自然界的關(guān)系不是弱化了，而是越來越密切。