土壤生態系統

土壤生態系統是陸地生態系統的一個亞系統，其結構組成包括：①生產者。高等植物根系、藻類和化能營養細菌。②消費者。土壤中的草食動物和肉食動物。③分解者。細菌、真菌、放線菌和食腐動物等。④參與物質循環的無機物質和有機物質。⑤土壤內部水、氣、固體物質等環境因子。土壤生態系統的結構主要取決於構成系統的生物組成分及其數量，生物組成分在系統中的時空分佈和相互之間的營養關係，以及非生物組成分的數量及其時空分佈。土壤生態系統的功能主要表現系統內物質流和能流的速度、強度及其循環和傳遞方式。不同土壤生態系統的上述功能各不相同，反映了土壤生產力相異的實質。土壤生態系統的結構和功能可通過人為管理措施加以調節和改善。土壤中物質轉化和能量流通的能力和水平、土壤生物的活性，土壤中營養物質和水分的平衡狀況及其對環境的影響等，是土壤生態系統研究的主要內涵。

穩定的土壤生態系統具有一定的結構特徵：①垂直結構。一般由三個層次構成：第一層為生物羣體層，它是植物進行光合作用的主要場所，所佔空間的高度依植物種類而異；第二層是生物地被層，包括地面的生物羣體及植物根系所及的土層，其中土壤動物和土壤微生物豐富，生物物質的累積、分解、轉化、礦質元素的淋溶、澱積以及水分蒸發蒸騰的活躍場所；第三層是土壤底層和岩石風化層，生物有機體少，是土壤礦質養分元素與水分補給的基地。②水平結構。一般有三種格局：均勻分佈，生物種羣的分佈是均勻的，在二維空間上各佔有一定的面積；簇生分佈，生物種羣在空間上間斷地成羣分佈；隨機分佈，土壤生態系統中多數生物種的分佈都呈隨機分佈。

土壤生態系統的功能是土壤生物與土壤環境相互作用的結果。生態學家從生物地球化學觀點出發，認為土壤是地球表層系統中，生物多樣性最豐富，生物地球化學的能量交換、物質循環（轉化）最活躍的生命層。環境科學家認為土壤是重要的環境因素，是環境污染物的緩衝帶和過濾器。農業科學工作者和廣大農民認為土壤是植物生長的介質，更關心影響植物生長的土壤條件，土壤肥力供給、培肥及持續性。土壤學家和農學家則更多地關注發育於地球陸地表面能生長綠色植物的疏鬆多孔結構表層。

綜合不同領域科學家的關注層面，土壤生態系統的功能包括如下幾個方面：

（1）土壤是地球綠地生態系統的基礎

綠地生態系統中，土壤作為最活躍的生命層，事實上是一個相對獨立的子系統。土壤在陸地生態系統中的作用包括：①保持生物多活性、多樣性和生產性；②對水體和溶質流動起調節作用；③對有機、無機污染物具有過濾、緩衝、降解、固定和解毒作用；④具有儲存並循環生物圈及地表的養分和其它元素的功能；

（2）土壤是地球表層系統自然地理環境的重要組成部分

土壤圈覆蓋於地球陸地的表面，處於其它圈層的交接面上，成為它們連接的紐帶，構成了組合無機界和有機界即生命和非生命聯繫的中心環境。

（3）土壤是人類農業的生產基地

自然界中，植物的生長繁育必須以土壤為基礎，土壤在植物生長繁育中有下列不可取代的特殊作用：①營養庫的作用；②養分轉化和循環作用；③雨水涵養作用；④生物的支撐作用；⑤穩定和緩衝環境變化的作用。

（1）有機質的分解

90%的土壤有機質是由微生物所分解的。土壤動物如蟎、節足動物、蚯蚓和白蟻破碎有機體，並傳播分解微生物的繁殖體，使碳的分解程度大大簡化，它們被稱為分解者。土壤分解者可以被用來進行垃圾管理和污染土壤的淨化。

（2）養分循環

養分循環與有機質的分解有關，主要是依靠微生物完成，但其分解的速率卻取決於原生動物、線蟲等微小的取食者，同時較大的動物加速處理“熱”糞便。土壤生物的養分循環是農業和林業形成的基礎，高效的地上養分循環同樣是保持良好水質的基礎。特殊的土壤細菌參與了自養生物的要素形成，它們並不依靠有機質作為食物源。

(3) 生物擾動

作物的根和螞蟻、白蟻、蚯蚓以及其它的大型土壤動物所打的通道、細孔，所形成的團聚體和堆積物深深地影響土壤中的水、氣狀況，因而為其它土壤生物建立和改善微棲居環境，是保持農業和林業土壤結構的基礎。引入生物擾動者有時利於分解土壤中的有機污染物。

（4）土壤病蟲害控制

在自然的生態系統中，發生病蟲害的機會相對較少，但農業上卻很常見。這在很大程度上被認為是植物種類單一引發的農業生態系統對有害土壤生物的抵抗力下降。這些病蟲害的抗源或拮抗生物在生物種類豐富的系統中很常見。因此，在農業和林業上利用這些生物抗源或拮抗生物的潛力很大。