2004年《土壤生态学》考试复习提纲 1.请根据你所从事的专业要求,讨论如何应用生态学的知识和相关技术于你的研究工作中。 2.举例说明农业生态系统的结构特征,以及构建不同结构系统要考虑的主要因素 顾培:1)农业生态系统的平面结构 构建因素(自然因素:气候条件、地形、土壤等 社会经济因素:市场需求、生活条件、经济发展水平等) 2)农业生态系统的立体结构 特点:地上利用层群体生长、光合作用、干物质积累的场所 地下利用层根系分布层,养分、水分利用层 种间互补 功能上的共生、光热互补、水分互补、养分互补、食物链互补、抗性互补、分泌物互补 因素:光能利用率、时间利用率、空间利用率 )时间结构 4)食物链结构 特点:生产环:产生生物产品、经济产品的加环 增益环:增加系统经济或生态效益的环 减号环:减少对本系统不利的食物链环节 复合环:两种以上的加环 5)复合农业生态系统 特征:1.结构的多层次性、复杂性 2.多样性 开放性 4.可调控性 (注:所缺的可能没讲) 3.简要论述陆地生态系统养分循环的特征,及其对区域环境的影响 能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程,其中能量流动是单方向的,能量流经生态系统最终以 热的形式消散,而物质的流动是循环式的,各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。陆地生态系统 养分循环是物质循环的一部分,因此它也是循环式的,可用库和流两个概念加以描述。陆地生态系统的养 分循环主要有碳、氮、磷和硫的循环,这些循环对区域生态环境有重要影响 (1)碳循环与温室气体(C02.CHA.∞0);(2)氮循环与富营养化,三个固氮过程:高能固氮、生物固氮 工业固氮:四种基本生物化学反应:胺化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用:(3)磷循环的贮存库 是沉积岩,始于岩石风化,终于水中的沉积,以固态进行,因而缓慢:没有气体的参加,长远看有可能成 为农业生产的限制因子,磷的库存量和迁移量会直接影响碳、氮等元素的循环:(4)硫的贮存库是岩石, 以FeS2的形式存在。海洋也是巨大的硫库:硫循环属于沉积型、也属于气体型。沉积阶段的沉积物只有 通过风化和分解才被释放出来:气体阶段可以子全球范围内进行流动:与算沉降、温室效应乃至臭氧层耗 损有关。 4.何为异生素?简述其跨膜转运的几种主要方式。 王永:异生素指存在于外蜀环境,可能与生物接触,并且可能经某种途径进入生物体的一些化学物质.包 括必需营养物质以外的其它物质 其跨膜转动包括 被动吸收:1简单扩散2滤过:水深性物质通过水深性膜孔顺压透过的过程 二特殊转运1:易化扩散2:主动转运用3:内吞作用 刘新程:异生素是指存在于外界环境,可能与生物机体接触并且可能以某种途径进人机体的一些化学 物质。 异生素是非生物机体的组成成分,非维持生物体正常生理功能和生命活动必需的营养元素或化合物 异生素进人机体以后,可能引起某种生物学变化,如生理的、生化的、结构的以及遗传的等方面的改 变
2004 年《土壤生态学》考试复习提纲 1. 请根据你所从事的专业要求，讨论如何应用生态学的知识和相关技术于你的研究工作中。 2. 举例说明农业生态系统的结构特征，以及构建不同结构系统要考虑的主要因素。 顾培：1）农业生态系统的平面结构 构建因素（自然因素：气候条件、地形、土壤等 社会经济因素：市场需求、生活条件、经济发展水平等） 2）农业生态系统的立体结构 特点：地上利用层 群体生长、光合作用、干物质积累的场所 地下利用层 根系分布层，养分、水分利用层 种间互补 功能上的共生、光热互补、水分互补、养分互补、食物链互补、抗性互补、分泌物互补 因素：光能利用率、时间利用率、空间利用率 3）时间结构 4）食物链结构 特点：生产环：产生生物产品、经济产品的加环 增益环：增加系统经济或生态效益的环 减号环：减少对本系统不利的食物链环节 复合环：两种以上的加环 5）复合农业生态系统 特征：1.结构的多层次性、复杂性 2.多样性 3.开放性 4.可调控性 （注：所缺的可能没讲） 3. 简要论述陆地生态系统养分循环的特征，及其对区域环境的影响 能量流动和物质循环是生态系统的两个基本过程，其中能量流动是单方向的，能量流经生态系统最终以 热的形式消散，而物质的流动是循环式的，各种物质都能以可被植物利用的形式重返环境。陆地生态系统 养分循环是物质循环的一部分，因此它也是循环式的，可用库和流两个概念加以描述。陆地生态系统的养 分循环主要有碳、氮、磷和硫的循环，这些循环对区域生态环境有重要影响： （1）碳循环与温室气体（CO2.CH4.CO）;（2）氮循环与富营养化，三个固氮过程:高能固氮、生物固氮、 工业固氮；四种基本生物化学反应：胺化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用；（3）磷循环的贮存库 是沉积岩，始于岩石风化，终于水中的沉积，以固态进行，因而缓慢；没有气体的参加，长远看有可能成 为农业生产的限制因子，磷的库存量和迁移量会直接影响碳、氮等元素的循环；（4）硫的贮存库是岩石， 以 FeS2 的形式存在。海洋也是巨大的硫库；硫循环属于沉积型、也属于气体型。沉积阶段的沉积物只有 通过风化和分解才被释放出来；气体阶段可以子全球范围内进行流动；与算沉降、温室效应乃至臭氧层耗 损有关。 4. 何为异生素？简述其跨膜转运的几种主要方式。 王永：异生素指存在于外蜀环境,可能与生物接触,并且可能经某种途径进入生物体的一些化学物质.包 括必需营养物质以外的其它物质. 其跨膜转动包括 一 被动吸收:1 简单扩散 2 滤过:水深性物质通过水深性膜孔顺压透过的过程 二 特殊转运 1:易化扩散 2:主动转运用 3:内吞作用 刘新程：异生素是指存在于外界环境，可能与生物机体接触并且可能以某种途径进人机体的一些化学 物质。 异生素是非生物机体的组成成分，非维持生物体正常生理功能和生命活动必需的营养元素或化合物． 异生素进人机体以后，可能引起某种生物学变化， 如生理的、生化的、结构的以及遗传的等方面的改 变
异生素可通过各种途径透过生物机体的生物膜进人体液的过程称为吸收 主要的跨膜转运的方式有 被动转运(包括简单扩散,滤过), 特殊转运(异化扩散,主动转运,内吞作用) 5.简述影响污染物在生物体内分布的主要因素 刘新程:异生素通过吸收进人体液后,经循环系统、输导组织或其他途径分散到机体各组织细胞的过 程称为分布 单细胞生物(如藻类)吸收外来物质后的分布相对较为简单,主要在细胞内不同细胞器之间的分配。 高等生物比较复杂,异生素首先需要与生物体内某种内源性物质结合,再被体液(如血液、淋巴液、 植物导管内的蒸腾流等)远距离运输分布到各种组织细胞。 1·通透性 外来物质进人肝脏是通过血窦而不是毛细血管。血窦是一种高度多孔性的膜,几乎任何小于蛋白质 分子的离子或分子都能从血液循环进人肝细胞。而且,肝实质细胞的质膜是一类脂质孔膜,虽然其孔 比血窦稍小,但其通透性大于其他组织的质膜。这些特征使得肝脏具有能够接纳血液中大量外来物质 的能力。 另一方面,细胞通透性低则会阻止或减缓外来物质的分布。许多外来物质由于血脑屏障不易进人脑 组织或脑脊髓液,胎盘屏障有阻止一些外来物质由母体透过胎盘进人胎儿的作用 在植物根部外皮层与内皮层之间有一特殊结构,称为凯氏带( casparian strip),可以控制被根系 吸收的外来物质的运输 2脂溶性(醇/水分配系数) 许多有机物及其脂溶性代谢产物容易分布到脂肪组织中。如DDT进人动物(包括人)后会大量分布 到中性脂肪中 肥胖者常对脂溶性外来有毒物质有较强的耐受性。但是,若这种有毒外来物的毒作用部位恰好是含 脂肪较多的组织,则多脂肪者容易中毒:或者因饥饿或其他原因,机体动用大量体脂,贮存在脂肪 组织中的外来物质可能大量释放出来进人血液也会导致中毒。 血脑屏障由于具有高度亲脂性膜结构,对于脂/水分配系数较高的外来物质常常失去屏障作用。例 如,无机汞与有机汞透过血脑屏障的能力相差很大,有机汞脂溶性高,易透过血脑屏障。 3.亲和性 外来物质进人生物体后,可能与体内某些内源性物质有较高的亲和性。这种亲和性会导致外来物质较 多地分布在这种内源性物质含量较高的组织中 肝脏细胞内有两种分别称为r和z的蛋白质,与多种有机酸和金属有较高亲和性,可将这些外来物 质由血浆转送人肝脏。在肾脏中有一种金属硫蛋白,分子中半胱氨酸残基 H)较丰富,能与镉、 汞、铅等重金属结合。所以进人体内的这些重金属较多地分布于肾脏中 6.简述污染物生物转化的基本阶段和反应类型 刘新程:污染物生物转化的基本阶段主要分为两个阶段: 第一阶段:氧化还原水解阶段 第二阶段:结合反应阶段(与葡糖醛酸/硫酸盐/甘氨酸/谷胱甘肽结合/乙酰化/甲基化) 7.简述污染物动物排泄的主要途径 陈秋香:污染物动物排泄的主要途径有: 经呼吸道排泄 随同胆汁排泄 肾小管排泄 随同各腺体排泄 8.简述污染物在陆地生态系统中的主要归宿,可用哪些主要参数描述? 陈秋香:污染物在陆地生态系统中的主要归宿有: (1)转移:进入生态系统的污染物从区室的一处散布到另一处,或从一区室散布到另一区室的过程
异生素可通过各种途径透过生物机体的生物膜进人体液的过程称为吸收 主要的跨膜转运的方式有: 被动转运（包括简单扩散，滤过）， 特殊转运（异化扩散，主动转运，内吞作用） 5 .简述影响污染物在生物体内分布的主要因素 刘新程：异生素通过吸收进人体液后，经循环系统、输导组织或其他途径分散到机体各组织细胞的过 程称为分布。 单细胞生物（如藻类）吸收外来物质后的分布相对较为简单，主要在细胞内不同细胞器之间的分配。 高等生物比较复杂，异生素首先需要与生物体内某种内源性物质结合，再被体液（如血液、淋巴液、 植物导管内的蒸腾流等）远距离运输分布到各种组织细胞。 1·通透性 外来物质进人肝脏是通过血窦而不是毛细血管。血窦是一种高度多孔性的膜，几乎任何小于蛋白质 分子的离子或分子都能从血液循环进人肝细胞。而且，肝实质细胞的质膜是一类脂质孔膜，虽然其孔 比血窦稍小，但其通透性大于其他组织的质膜。这些特征使得肝脏具有能够接纳血液中大量外来物质 的能力。 另一方面，细胞通透性低则会阻止或减缓外来物质的分布。许多外来物质由于血脑屏障不易进人脑 组织或脑脊髓液，胎盘屏障有阻止一些外来物质由母体透过胎盘进人胎儿的作用 在植物根部外皮层与内皮层之间有一特殊结构，称为凯氏带（casparian strip）,可以控制被根系 吸收的外来物质的运输。 2 脂溶性（醇／水分配系数） 许多有机物及其脂溶性代谢产物容易分布到脂肪组织中。如 DDT 进人动物（包括人）后会大量分布 到中性脂肪中。 肥胖者常对脂溶性外来有毒物质有较强的耐受性。但是，若这种有毒外来物的毒作用部位恰好是含 脂肪较多的组织，则多脂肪者容易中毒；或者因饥饿或其他原因，机体动用大量体脂，贮存在脂肪 组织中的外来物质可能大量释放出来进人血液也会导致中毒 。 血脑屏障由于具有高度亲脂性膜结构，对于脂／水分配系数较高的外来物质常常失去屏障作用。例 如，无机汞与有机汞透过血脑屏障的能力相差很大，有机汞脂溶性高，易透过血脑屏障 。 3.亲和性 外来物质进人生物体后，可能与体内某些内源性物质有较高的亲和性。这种亲和性会导致外来物质较 多地分布在这种内源性物质含量较高的组织中。 肝脏细胞内有两种分别称为 r 和 z 的蛋白质，与多种有机酸和金属有较高亲和性，可将这些外来物 质由血浆转送人肝脏。在肾脏中有一种金属硫蛋白，分子中半胱氨酸残基（一 SH）较丰富，能与镉、 汞、铅等重金属结合。所以进人体内的这些重金属较多地分布于肾脏中。 6. 简述污染物生物转化的基本阶段和反应类型 刘新程：污染物生物转化的基本阶段主要分为两个阶段： 第一阶段：氧化还原水解阶段 第二阶段：结合反应阶段（与葡糖醛酸/硫酸盐/甘氨酸/谷胱甘肽结合/乙酰化/甲基化） 7. 简述污染物动物排泄的主要途径 陈秋香：污染物动物排泄的主要途径有： 经呼吸道排泄 随同胆汁排泄 肾小管排泄 随同各腺体排泄 8. 简述污染物在陆地生态系统中的主要归宿，可用哪些主要参数描述？ 陈秋香：污染物在陆地生态系统中的主要归宿有： （1） 转移：进入生态系统的污染物从区室的一处散布到另一处，或从一区室散布到另一区室的过程
其本质是物理性迁移过程。 (2)代谢或转化:在生物体内经生物化学作用而发生形态变化,产生代谢产物 (3)矿化或降解:污染物通过化学(包括生物化学)作用分解成简单的无机物分子、CO2和水 (4)沉积作用:会成为二次污染源。 归宿参数: (1)持续性:指污染物在环境介质中保持原有形态的程度。 (2)可移动性:指物质在土壤水和空气介质内或之间的迁移行为,特别指化学。 (3)挥发性:亨利系数Hc,描述化学物由水进入空气的指标 (4)生物可利用性:生物环境中化学物总量中能被生物相所吸收的百分率称为该种化学物的生物可 利用性 9.污染物环境归宿的实验研究方法有哪些? 陈秋香:污染物环境归宿的实验研究方法 (1)吸附/解吸试验:测定污染物的吸附/解吸系数 (2)降解试验:确定污染物的代谢产物的归宿。 (3)沥滤试验:评价化学物对地下水的污染程度。 (4)挥发试验:表面蒸发。 (5)模型方法 10.简述污染物群落与生态系统效应的表征方法 顾培:1.测度参数及方法 1.1生物指数(贝克生物指数、 Chutter生物指数、渡边生物指数) 1.2多样性指数( Shannon- Welner指数、 Simpson指数、 Margalef指数) 2.实验方法 2.1模拟微系统试验 2.2半模拟微系统试验 2.3野外试验 11.何为生物富集?生物浓缩、生物积累与生物放大的概念及其区别在哪儿? (王永)生物富积指的是某元素或化全物在生物体中浓度远大于环境中的浓度的现象,且这种情况随着生长 发育的时间的延长而增加.一般随着营养级的升高而升高 生物浓缩又称生物学富积,指的是某元素或化合物在生物体中的浓度超过相对应的环境中浓度的现 象.与生物富积有一个度的差别 生物积累:同一生物体与周围环境相比而言,某元素或化合物在生物体中的浓度超过环境中浓度, 且随着生长期的延长而增长,强调不同的生育阶段的区别 生物放大:同一食物链上,随着营养级的升高某元素或化合物在生物体中的浓度不断升高的现象. 12.试设计一生物富集的研究方案 (卢佳)可设计一条食物链(网),测定各水平生物体内的某一项指标,测算出生物富集倍数。 13.什么是生物监测,有何特点?试结合你熟悉的顿域,举例设计一生物监测方案 卢佳)答:(1)生物监测是利用生物分子、细胞、组织、器官、种群和群落等各层次对环境污染物程度 所产生的反应来阐明环境的状况。从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据,又称生物学监测, 是利用生物对环境中污染物质或环境变化的反应,即利用生物在各种污染环境下所发出的各种信息来判 断环境污染状况的一种手段。 (2)特点 a.生物监测反映自然的综合的污染 b.生物富集倍数约为103-10° 可以直接反映污染物的生物有效性 (王永)现在生物监测是利用对环境状况变化比较敏感的植物或动物,进行培育,通过对它们的监测和研究, 来反映环境质量的变化。如鱼类在水中的活动情况、呼吸和繁殖情况等等,以此变化来测定环境的质量
其本质是物理性迁移过程。 （2） 代谢或转化：在生物体内经生物化学作用而发生形态变化，产生代谢产物。 （3） 矿化或降解：污染物通过化学（包括生物化学）作用分解成简单的无机物分子、CO2 和水。 （4） 沉积作用：会成为二次污染源。 归宿参数： （1） 持续性：指污染物在环境介质中保持原有形态的程度。 （2） 可移动性：指物质在土壤水和空气介质内或之间的迁移行为，特别指化学。 （3） 挥发性：亨利系数 Hc，描述化学物由水进入空气的指标。 （4）生物可利用性：生物环境中化学物总量中能被生物相所吸收的百分率称为该种化学物的生物可 利用性。 9 .污染物环境归宿的实验研究方法有哪些？ 陈秋香： 污染物环境归宿的实验研究方法 （1） 吸附/解吸试验：测定污染物的吸附/解吸系数。 （2） 降解试验：确定污染物的代谢产物的归宿。 （3） 沥滤试验：评价化学物对地下水的污染程度。 （4） 挥发试验：表面蒸发。 （5） 模型方法 10. 简述污染物群落与生态系统效应的表征方法 顾培：1.测度参数及方法 1.1 生物指数（贝克生物指数、Chutter 生物指数、渡边生物指数） 1.2 多样性指数（Shannon-Welner 指数、Simpson 指数、Margalef 指数） 2.实验方法 2.1 模拟微系统试验 2.2 半模拟微系统试验 2.3 野外试验 11.何为生物富集？生物浓缩、生物积累与生物放大的概念及其区别在哪儿？ (王永)生物富积指的是某元素或化全物在生物体中浓度远大于环境中的浓度的现象,且这种情况随着生长 发育的时间的延长而增加.一般随着营养级的升高而升高. 生物浓缩又称生物学富积,指的是某元素或化合物在生物体中的浓度超过相对应的环境中浓度的现 象.与生物富积有一个度的差别. 生物积累:同一生物体与周围环境相比而言, 某元素或化合物在生物体中的浓度超过环境中浓度, 且随着生长期的延长而增长,强调不同的生育阶段的区别. 生物放大:同一食物链上,随着营养级的升高某元素或化合物在生物体中的浓度不断升高的现象. 12. 试设计一生物富集的研究方案 （卢佳）可设计一条食物链（网），测定各水平生物体内的某一项指标，测算出生物富集倍数。 13.什么是生物监测，有何特点？试结合你熟悉的领域，举例设计一生物监测方案 （卢佳）答：（1）生物监测是利用生物分子、细胞、组织、器官、种群和群落等各层次对环境污染物程度 所产生的反应来阐明环境的状况。从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据，又称生物学监测， 是利用生物对环境中污染物质或环境变化的反应，即利用生物在各种污染环境下所发出的各种信息来判 断环境污染状况的一种手段。 （2）特点： a .生物监测反映自然的综合的污染； b.生物富集倍数约为 103 ~106； c.可以直接反映污染物的生物有效性。 (王永)现在生物监测是利用对环境状况变化比较敏感的植物或动物，进行培育，通过对它们的监测和研究， 来反映环境质量的变化。如鱼类在水中的活动情况、呼吸和繁殖情况等等，以此变化来测定环境的质量
变化。对水体富营养化可采用水生生物群落代谢率监测富营养化,采用生理学技术硏究水污染生态学是 目前国际上的先进方向。可对浮游生物群落代谢率进行了数值分析,可采用产氧速率(P)或使用代谢比 P/R)的方法,也可运用多元回归方法,提出了新综合指数,建立了可供水体富营养化管理的模型,生物 监测具有准确性高,反应灵敏的特性,有很高的实用价值,在富营养化监测中有广阔的应用和发展前景 14.简述全球气候变化的特征及主要驱动因子 吴晓晨)全球变暖 降水格局发生变化:中纬度地区降雨量增大,北半球的亚热带地区降雨量下降,而南半球的降雨量增 加 全球云量分布变化:云量增加 海平面上升 气候灾害事件:天气和气候极端事件的次数和强度增加 厄尔尼诺(E1-Nino):大面积的海水变暖现象。 当代气候变化特点: 1.人为活动的影响加剧 2.气候变化的速率 3.气候变化的区域差异 4.气候变化的不确定性:温室气体的源和汇;云量及其变化:海洋:;极地冰雪 全球气候变化的驱动因子 1.天文因素:日-地关系;太阳黑子活动周期 2.地质因素:火山爆发:板块漂移,地形变化 3.大气环流:大气环流的某种持续异常导致气候异常。 4.人类活动:砍伐森林:改变地面植被分布格局:化石燃料燃烧 15.何谓温室效应和温室气体? 吴晓晨)温室效应:大气中的微量(或痕量)浓度气体,能无挡地让太阳的短波辐射来到地球,并部分 地吸收地球向外发射的长波辐射,使地表和地层大气变暖,宛如玻璃温室一般。微量气体的这种功能 称为“温室效应” 能够起到“温室效应”作用的气体叫做“温室气体” CO2,CH4,N20,NOx,03,水汽,CFCs 16.叙述土壤呼吸及主要的彩响因素。 吴晓晨〕土壤呼吸是土壤释放α02的途径。土壤呼吸作用:碳以α的形式从土壤向大气圈的流动。它 主要是指未受扰动的土壤中产生C02的代谢作用,包括3个生物学过程和1个非生物学过程 生物学过程:植物根呼吸、土壤微生物呼吸、土壤动物呼吸 非生物学过程:含碳物质的化学氧化作用 主要的影响因素: 1.生物因素:土壤呼吸与NPP有显著线形相关 基质(有机物质)质量 2.土壤因素:土壤性质 3.气候因素 4.人为因素:耕作、施肥 17.叙述C02的施肥效应及大气C02浓度升高对土壤温室气体排放的影响 (吴晓晨)大气CO浓度直接影响植物的光合作用、呼吸作用、气孔导度以及植物对水分的利用效率等 大气02浓度增加可提高叶表面的CO2浓度梯度,使得CO容易进入叶片内部而提高光合速率,这就 是CO2的施肥效应 大气α02浓度升高,促进CH4排放。原因是℃增加导致水稻根系生长和根系分泌功能增强,根系生 物量和分泌物在土壤中积累,使水稻根际产CH4菌的有效底物也相应增加,从而促进了产甲烷菌的代谢 活性,增加了CH4产量
变化。对水体富营养化可采用水生生物群落代谢率监测富营养化，采用生理学技术研究水污染生态学是 目前国际上的先进方向。可对浮游生物群落代谢率进行了数值分析，可采用产氧速率(P)或使用代谢比 (P/R)的方法，也可运用多元回归方法，提出了新综合指数，建立了可供水体富营养化管理的模型，生物 监测具有准确性高,反应灵敏的特性，有很高的实用价值，在富营养化监测中有广阔的应用和发展前景。 14. 简述全球气候变化的特征及主要驱动因子。 （吴晓晨）全球变暖 降水格局发生变化：中纬度地区降雨量增大，北半球的亚热带地区降雨量下降，而南半球的降雨量增 加。 全球云量分布变化：云量增加。 海平面上升 气候灾害事件：天气和气候极端事件的次数和强度增加。 厄尔尼诺（El-Nino）：大面积的海水变暖现象。 当代气候变化特点： 1．人为活动的影响加剧 2．气候变化的速率 3．气候变化的区域差异 4．气候变化的不确定性：温室气体的源和汇；云量及其变化；海洋；极地冰雪。 全球气候变化的驱动因子： 1．天文因素：日-地关系；太阳黑子活动周期 2．地质因素：火山爆发；板块漂移，地形变化 3．大气环流：大气环流的某种持续异常导致气候异常。 4．人类活动：砍伐森林；改变地面植被分布格局；化石燃料燃烧 15. 何谓温室效应和温室气体？ （吴晓晨）温室效应：大气中的微量（或痕量）浓度气体，能无挡地让太阳的短波辐射来到地球，并部分 地吸收地球向外发射的长波辐射，使地表和地层大气变暖，宛如玻璃温室一般。微量气体的这种功能 称为“温室效应”。 能够起到“温室效应”作用的气体叫做“温室气体”。 CO2，CH4，N2O，NOx，03，水汽，CFCs 16. 叙述土壤呼吸及主要的影响因素。 （吴晓晨）土壤呼吸是土壤释放 CO2 的途径。土壤呼吸作用：碳以 CO2 的形式从土壤向大气圈的流动。它 主要是指未受扰动的土壤中产生 CO2 的代谢作用，包括 3 个生物学过程和 1 个非生物学过程： 生物学过程；植物根呼吸、土壤微生物呼吸、土壤动物呼吸 非生物学过程：含碳物质的化学氧化作用 主要的影响因素： 1．生物因素：土壤呼吸与 NPP 有显著线形相关 基质（有机物质）质量 2．土壤因素：土壤性质 3．气候因素： 4．人为因素：耕作、施肥 17. 叙述 CO2 的施肥效应及大气 CO2 浓度升高对土壤温室气体排放的影响。 （吴晓晨）大气 CO2 浓度直接影响植物的光合作用、呼吸作用、气孔导度以及植物对水分的利用效率等。 大气 CO2 浓度增加可提高叶表面的 CO2 浓度梯度，使得 CO2 容易进入叶片内部而提高光合速率，这就 是 CO2 的施肥效应。 大气 CO2 浓度升高，促进 CH4 排放。原因是 CO2 增加导致水稻根系生长和根系分泌功能增强，根系生 物量和分泌物在土壤中积累，使水稻根际产 CH4 菌的有效底物也相应增加，从而促进了产甲烷菌的代谢 活性，增加了 CH4 产量
稻田N20排放主要受田间水分状况的影响,稻田排干的情况下,升高C02浓度才会导致N20排放的增 加。 高粱地水分充足时,没有影响。田间水分出现亏却时,高浓度的C2才会引起土壤N0排放的增加。 总体来说,影响不大。 但,α0O2浓度升髙会促进作物生长,植株特别是根系生物量积累增加,有助于土壤微生物从根系获得 更多的碳源作为反硝化所需能量,有可能促进N20的排放 18.简述土壤退化的类型及对生产力和生态环境的影响 顾培:美国(物理退化、化学退化、生物退化) FA0(第一类:土壤侵蚀和泥沙沉积 第二类:工业废物排出…… 第三类:化肥用量过多和洗涤剂的污染……) 国内(土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤盐渍化、土壤污染、耕地的非农业占用) 对生产力和经济的影响:水土侵蚀,作物产量下降15-30% 超过半数的草地生产力潜力至少降低50% 退化导致全球耕地产量下降 对发展中国家未来粮食安全的影响:谷物需求增长、粮价升高 对生态环境的影响:气候环境:干旱、沙尘暴 水环境:泥沙淤积、水体富营养化、污染 植物生长环境:重金属、农用化学品的污染导致农产品品质下降 可能加剧温室效应:腐殖质年均损失增加 19.谈谈微生物在氮素循环中的作用。 (申卫收)微生物在氮素循环中占有十分重要的地位,许多氮的转化过程都是由微生物来完成的。氮的主要 转化过程包括 氮素的矿化和固定( Nitrogen mineralization and ammonium fixation) 硝化作用( Nitrification) 硝酸还原作用( Nitrate reduction) 反硝化作用( Denitrification); 固氮作用( Nitrogen fixation) 有机氮的矿化作用是指土壤有机质碎屑中的氮素,如可溶性氨基酸、短肽、蛋白质和不溶性蛋白质、 结构性含氮物质如几丁质和肽葡聚糖以及核酸等,在土壤动物和微生物的作用下,由难以被植物吸收利 用的有机态降解转化成可被植物吸收利用的Ⅶ4+的过程。氮矿化速率决定了土壤中用于植物生长的氮素 的可利用性,是生态系统氮素循环最重要的过程之一。生态系统土壤氮矿化受土壤有机质、土层深度 p值和盐碱度等土壤理化性质影响,也受凋落物、群落类型和植物组成的影响,如凋落物基质C/比, 凋落物质量,还受土壤动物与土壤微生物的影响 氮素固定过程是将N4结合成氨基酸的过程。该过程取决于微生物生长时对氮的需求,也与基质碳的 有效性和非生物参数紧密相关。真菌的C:N比较大,一般范围变动于15:1-4.5:1,而细菌的C:N比 较小,变动范围通常在3:1-5:1之间。业已证明,土壤微生物的C:N比通常为5:1-8:1 硝化作用就是把氨转化为硝酸盐的过程,这个过程是通过微生物来实现的。首先由亚硝化单胞菌属 ( Nitrosomonas)把氨转化成亚硝酸盐,再由硝化杆菌属( Nitrobacter)把亚硝酸盐转化为硝酸盐。这 两类细菌是专性需氧微生物,在大多数生长环境中它们是生长在一起的,由于亚硝酸盐到硝酸盐的转化速 度很快,因此亚硝酸盐的含量很低。影响硝化作用的因素有土壤酸度、通气性、湿度和温度
稻田 N2O 排放主要受田间水分状况的影响，稻田排干的情况下，升高 CO2 浓度才会导致 N2O 排放的增 加。 高粱地水分充足时，没有影响。田间水分出现亏却时，高浓度的 CO2 才会引起土壤 N2O 排放的增加。 总体来说，影响不大。 但，CO2 浓度升高会促进作物生长，植株特别是根系生物量积累增加，有助于土壤微生物从根系获得 更多的碳源作为反硝化所需能量，有可能促进 N2O 的排放。 18. 简述土壤退化的类型及对生产力和生态环境的影响 顾培：美国（物理退化、化学退化、生物退化） FAO（第一类：土壤侵蚀和泥沙沉积； 第二类：工业废物排出……； 第三类：化肥用量过多和洗涤剂的污染……） 国内（土壤侵蚀、土壤肥力衰减、土壤酸化、土壤盐渍化、土壤污染、耕地的非农业占用） 对生产力和经济的影响：水土侵蚀，作物产量下降 15-30% 超过半数的草地生产力潜力至少降低 50% 退化导致全球耕地产量下降 对发展中国家未来粮食安全的影响：谷物需求增长、粮价升高 对生态环境的影响：气候环境：干旱、沙尘暴 水环境：泥沙淤积、水体富营养化、污染 植物生长环境：重金属、农用化学品的污染导致农产品品质下降 可能加剧温室效应：腐殖质年均损失增加 19. 谈谈微生物在氮素循环中的作用。 (申卫收)微生物在氮素循环中占有十分重要的地位，许多氮的转化过程都是由微生物来完成的。氮的主要 转化过程包括： 氮素的矿化和固定(Nitrogen mineralization and Ammonium fixation)； 硝化作用（Nitrification）； 硝酸还原作用（Nitrate Reduction）； 反硝化作用（Denitrification）； 固氮作用（Nitrogen fixation）。 有机氮的矿化作用是指土壤有机质碎屑中的氮素，如可溶性氨基酸、短肽、蛋白质和不溶性蛋白质、 结构性含氮物质如几丁质和肽葡聚糖以及核酸等，在土壤动物和微生物的作用下，由难以被植物吸收利 用的有机态降解转化成可被植物吸收利用的 NH4 +的过程。氮矿化速率决定了土壤中用于植物生长的氮素 的可利用性，是生态系统氮素循环最重要的过程之一。生态系统土壤氮矿化受土壤有机质、土层深度、 pH 值和盐碱度等土壤理化性质影响，也受凋落物、群落类型和植物组成的影响，如凋落物基质 C/N 比， 凋落物质量，还受土壤动物与土壤微生物的影响。 氮素固定过程是将 NH4 +结合成氨基酸的过程。该过程取决于微生物生长时对氮的需求，也与基质碳的 有效性和非生物参数紧密相关。真菌的 C : N 比较大，一般范围变动于 15:1-4.5 : 1，而细菌的 C : N 比 较小，变动范围通常在 3 : 1-5 : 1 之间。业已证明，土壤微生物的 C : N 比通常为 5 : 1-8 : 1。 硝化作用就是把氨转化为硝酸盐的过程，这个过程是通过微生物来实现的。首先由亚硝化单胞菌属 （Nitrosomonas）把氨转化成亚硝酸盐，再由硝化杆菌属（Nitrobacter）把亚硝酸盐转化为硝酸盐。这 两类细菌是专性需氧微生物，在大多数生长环境中它们是生长在一起的，由于亚硝酸盐到硝酸盐的转化速 度很快，因此亚硝酸盐的含量很低。影响硝化作用的因素有土壤酸度、通气性、湿度和温度