土壤结皮初探.doc

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生物土壤结皮初探
一．生物土壤结皮的概念
土壤结皮一般可分为物理结皮和生物结皮两种，物理结皮通常是指在雨滴冲溅和土壤粘粒理化分散的作用下，土表孔隙被堵塞后形成的，或挟沙水流流经土表时细小和地衣是重要的固氮源，在光照和黑暗条件下均能固氮，其固氮速率与水分、光照条件以与种类有关，在其光合作用超过呼吸作用后地衣固氮速率达到最高。
土壤抗蚀性影响 生物结皮的存在，可以显著地提高土壤的抗蚀性。生物土壤结皮的生物组分所分泌的有机凝胶体和多聚糖将松散的土粒同自身粘结在一起
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，形成了一个致密的抗蚀层，从而增加了土壤外表的稳定性。
对土壤风蚀的影响 风蚀是荒漠地区主要的侵蚀形式，由于稀疏的植被，大面积的土壤无法受到地被层和植被覆盖的保护，土壤只有通过岩石或生物土壤结皮变得稳定。对沙质土壤的研究明确，在未受扰动的生物结皮覆盖的外表，临界起沙风速远远高于无结皮覆盖的地区，甚至在结皮中的生物组成被杀菌剂杀死后仍能抵抗一定强度的风蚀。
对坡体稳定性的影响保持陡坡上疏松的沙土，增进薄土的稳定性。土壤生物结皮在我国西北干旱半干旱地区，公路和铁路沿线工程建设过程中水土保持中有着广泛应用。
土壤生物结皮上出现的裂缝、结皮发育形成的复合微地貌与良好的水肥环境为维管植物幼苗的萌发和存活提供了有利条件，特别是在自然环境条件比拟恶劣的生长季节，较小的种子可以通过结皮细小的裂缝进展萌发，而较大种子的萌发需要土壤或死地被层。而丛生的多年生植物能降低土壤外表温度，提供遮阴而增加土壤外表湿度，也可降低土壤外表的风速，这种微生境条件有可能帮助结皮有机体渡过恶劣环境。研究明确：生物土壤结皮可以促进维管植物对营养元素( N 、P、Ca和M g) 的吸收，分布于生物土壤结皮上的维管植物体内营养物质的含量较高；蓝藻壳的分泌物常覆盖黏土颗粒，能截留Fe、Cu、M o、Zn、Co、M n与大分子营养物质，并防止其渗入到土壤中；生物土壤结皮中生物的腐烂分解可增加土壤的有机质含量，以维持生长周期较短的先锋维管植物的生长。
但就两者的生长来看，生物结皮与维管植物间的相关关系可能与两者的不同生长发育阶段有关，在结皮发育的早期，两者呈正相关关系，随着维管植物覆盖的增加，位于下层的结皮盖度可能会因光照和水分等的竞争而降低。
由于土壤生物结皮的存在，以生物土壤结皮为食的蚂蚁、无脊椎动物以与一些沙漠等足类甲壳类动物从生物土壤结皮中获得能量和蛋白质与其它营养物质。改善饮食结构和生境，使动物多样性大幅增加。
在干旱半干旱景观中，“肥力岛〞或“资源岛〞现象广泛存在，水是干旱半干旱区生物和非生物过程的决定性因子，因此降水资源的再分配与与此相应的土壤资源再分配〔通过侵蚀和沉积〕是“资源岛〞形成最为主要的影响因素，生物结皮与景观内的微地形变化相结合，显著地改变了小尺度X围内水文循环和土壤侵蚀过程，加速了景观中资源岛的形成，促进了景观异质性的开展。反过来，资源岛的出现又会使景观中结皮覆盖处于不同演替阶段，从而表现出明显的空间异质性。两者的这种反应关系使干旱区不同尺度上的异质性表现得越发突出，同样与结皮相关的另一重要养分因子氮在自然营力〔主要指风力和水力〕和人为干扰〔放牧、人类和交通工具的破