自然土壤是在多种成土因素如母质、气候、地形、生物、时间等综合作用下形成的， 其形成过程也就是土壤肥力的发生、发展过程。它的基本规律是地球物质的地质大循环过程与生物小循环过程矛盾的统一。
（2）土壤生态系统的组成
土壤生态系统是土壤中生物与非生物环境的相互作用通过能量转换和物质循环构成的整体：①生产者。高等植物根系、藻类和化能营养细菌。②消费者。土壤中的草食动物和肉食动物。③分解者。细菌、真菌、放线菌和食腐动物等。④参与物质循环的无机物质和有机物质。⑤土壤内部水、气、固体物质等环境因子。土壤生态系统的结构主要取决于构成系统的生物组成分及其数量，生物组成分在系统中的时空分布和相互之间的营养关系，以及非生物组成分的数量及其时空分布。土壤生态系统的功能主要表现在系统内物质流和能流的速度、强度及其循环和传递方式。壤生态系统的结构和功能可通过人为管理措施加以调节和改善。土壤中物质转化和能量流通的能力和水平、土壤生物的活性，土壤中营养物质和水分的平衡状况及其对环境的影响等，是土壤生态系统研究的主要内涵。
需熟悉的知识内容：
（1）影响土壤形成的外界因素
土壤形成的母质因素2）土壤形成的气候因素 3）土壤形成的生物因素4）土壤形成的地形因素5）土壤形成的时间因素6）土壤形成的人类因素
（2）林业上常用肥料的特性 需了解的知识内容： （1）湖南土壤分布规律 （2）植物营养诊断方法技术 3、植物生理学知识
需掌握的知识内容：植物的水分代谢、矿质营养
指植物对水分的吸收、运输、丢失的过程。由于绿色植物是自养型的，要维持正常的生命活动，就必须高效率地进行光合作用。为此，它必须发展大量的叶面积，充分地接受阳光，并且与周围环境不断地进行气体交换（吸收二氧化碳和释放氧气）。但由于大气的水势比植物体的水势低得多，所以，这接受阳光的表面必然成了水分蒸发的表面，气体交换的通道也是水蒸气散失的通道。因此，植物一方面通过根系不断地从环境中吸收水分，经过根、茎的运输分配到植物体的各部分，以满足正常生命活动的需要；另一方面植物体又不可避免地要丢失大量水分到环境中去，故植物体实际上是处于不断吸水和不断丢水的动态平衡之中。当植物吸水量补偿不了失水量时，常发生萎蔫现象，严重时可引起叶、花、果的脱落，甚至死亡。农业生产上通过各种合理管理措施（如灌溉、蹲苗等），来调节和维持作物的水分平衡。 ①光合作用。绿色植物的特殊功能。它们有光合色素，能吸收太阳光。色素在受激发后发生电荷分离，电子经过一系列的载体传递后，引起氧化还原反应：在一端分解水分子，放出氧气；另一端还原辅酶Ⅱ，同时造成质子（氢离子）转移，形成叶绿体中类囊体膜内外的电位差和氢离子浓度差，推动腺苷三磷酸（ATP）的合成。这样 ，将光能转变成还原辅酶Ⅱ与ATP中的化学能，最后经过一系列的酶反应，把从空气中吸入的CO2固定并还原成碳水化合物。 植物代谢 ②植物代谢。可以分为两大方面 ，一方面是合成代谢——将光合作用产生的比较简单的有机物通过一系列酶反应，组成更复杂的包括大分子的有机物如蛋白质，核酸、酶、纤维素等，构成植物身体的组成部分；或贮存物如淀粉、蔗糖、油脂，以供其生命活动中所需的能量。另一方面是分解代谢——把大分子的物质水解（或磷酸解）成为简单的糖磷酯 ，再经过糖酵解形成丙酮酸，同时产生少量的ATP和还原的辅酶（NADH或NADPH）。植物呼吸 ③植物呼吸。同动物一样，植物也进行呼吸，但没有像鳃、肺那样专门进行气体交换的呼吸器官。分解代谢所形成的还原的辅酶或几种简单的有机酸，经过一系列的电子传递（呼吸链），最后把吸入的氧气还原成水。电子传递和末端氧化是在线粒体内进行的。电子传递同时偶联着ATP的形成，供应各种生命活动的能量需要。 植物水分生理 ④植物水分生理。植物的生活需要大量的水分，其中只有一小部分用于光合作用和代谢过程，绝大部分是在阳光照射下，气孔（器）开放、进行光合作用时，从叶面蒸发出去的。陆生植物适应于蒸腾作用对水分的需求，演化出各种结构。由发达的根系从土壤中吸收水分，通过木质部的导管或管胞输送到地上部的叶和其他器官。进入大气时所经过的气孔能控制水分的散失。在干旱地区的植物，更有减少蒸腾的特殊构造和代谢方式。 植物矿质营养 ⑤植物矿质营养。除CO2和水外，植物还需要多种化学元素。需要量较大的氮（N）、磷（P）、钾（K），是农业上常需以肥料形式施加的元素。需要量次之的为钙（Ca）、硫（S）、镁（Mg）、铁（Fe），是构成植物体内生活物质包括某些酶的必要成
分。此外还需一些微量元素，如锰（Mn）、锌（Zn）、硼（B）、铜（Cu）、钼（Mo）等。 植物体内运输 ⑥植物体内运输 。植物没有血液循环系统 ，但制造有机物质的光合器官（叶子）位于地上，吸收土壤中无机养料和水分的根系处于地下，生殖器官（花、种子、果实）等则要从两者取得营养物质的供应。适应地上部与地下部之间和各种器官之间物质运输的需要，植物演化出两种特殊的通道，即主要输送水和溶于其中的矿质元素的木质部，和主要输送有机物的韧皮部中的筛管。生长与发育 ⑦生长与发育。生长主要是通过细胞的分裂和膨大，发育是通过细胞的分化而形成不同的组织和器官。植物的生长发育受内在因素和外界环境的制约，具有一定的阶段性和季节性。在寒、暖、雨、旱季节变化明显的地区的植物常有休眠期。种子多在冬季或旱季到来之前形成，在休眠状态下度过不良环境。从营养生长（叶、茎、根的生长）向生殖生长（分化花芽、开花、结实）转化的过程常与自然环境的年度变化相偶合。植物有一系列感受环境变化的机制，光周期现象是其中之一。植物的细胞具有很大的全能性，身体许多部分的细胞，离体后在人工培养基中，都可以脱分化而长成愈伤组织。在适当的情况下，又可以再分化，形成根、茎、叶等器官以至长成完整的植株。植物激素 ⑧植物激素。植物没有神经系统，各器官间的生理活动，除随营养物的供求关系相互制约以外，大都是通过一些特殊的化学物质来相互调节和控制的。这种化学物质称为植物激素，它们在某些部位形成，转移到另一些部位起作用。如最先发现的生长素就是在生长顶端形成，促进下面的细胞伸长。随后相继发现许多其他激素，如脱落酸、赤霉素、细胞分裂素、乙烯。除去通过化学物质而调节控制之外，植物中也能有迅速的物理的信息传导，如电位的变化。 抗逆性 ⑨抗逆性。不同植物对不良环境的耐性和抗性的差异很大，有的能在极干旱的条件下生存，有的能抵抗低温。品种之间的差异也很大，在自然界中，不同生境中植物的分布很大程度上是由它们对不良环境的抗御能力决定的。在农业生产上，扩大作物的种植，了解抗逆性的生理机理，有助于采取措施以提高抗逆性，或为育种工作中抗逆品种的筛选提供生理指标。植物运动 ⑩植物运动。生活在水中的低等植物，有些具有特殊器官如鞭毛，可以游泳，作趋光运动。陆生植物虽然着生位置固定，却并非完全不能运动。根有向地（重力）性，叶子有向光性，是通过生长来运动，称为生长运动。有些植物能做机械运动，如睡莲的花昼开夜合；合欢的复叶晚间闭拢；含羞草和食虫植物猪笼草等，动作更为迅速。
（3）植物生长物质在林业上的应用 需熟悉的知识内容：
（1）植物体内同化物运输与分配 植物体内有机物的运输系统
植物体内的运输系统主要有长距离运输系统和短距离运输系统。短距离运输系统主要是指细胞内和细胞间的运输，运输距离以微米（um）计算，通过共质体（胞间连丝）和质外体（自由空间）来完成 （图5-6）。长距离运输系统主要是指器官间和组织之间的运输，通过输导组织来完成，木质部（导管、管胞）运输水分和无机盐 （图5-7），韧皮部（筛管、筛胞、伴胞）运输同化产物 （图5-8）。要注意的是伴胞的生理功能，主要是协助筛管分子完成运输，它为筛管细胞提供结构物质（蛋白质）和信息物质（RNA），维持筛管分子间的渗透平衡，并调节同化物向筛管的装载与卸出。
二、植物体内同化物的运输机理
有机物运输的形式：植物体内有机物运输的主要形式是蔗糖，蔗糖是葡萄糖与果糖分子以糖苷键相连而成的双糖分子。蔗糖的水溶性较强，有利于随着液流运输；植物体内到处存在有分解葡萄糖的酶，但对蔗糖却很难起反应，这就起到了保护作用，蔗糖不易分解，可以安全运输；蔗糖的糖苷键水解时产生的能量多，运输效率较高（高效运输）；蔗糖的某些性质（密度、粘度、表面张力、电解常数、渗透压、扩散系数）与葡萄糖相似，有利于侧向运输。
有机物的运输方向：植物体内有机物的运输没有极性，可以向顶部，也可以向基部，但总的方向是由制造营养物质的器官向需求营养物质的器官运输。植物体内有机物运输的方向主要有三种，即：单向运输（木质部运输）、双向运输（韧皮部运输）和横向运输（短距离运输）。
有机物的运输机理：韧皮部的源端制造同化产物，同化物浓度较高，水势较低，细胞吸水，体积膨大产生较大的压力势。韧皮部的库端因同化产物被消耗和贮存，同化物浓度降低，水势增高，细胞失水，体积缩小，压力势减小。源库端压力势梯度（源高库低）推动同化物不分种类一道由源端向库端转移（图5-5）。
三、植物体内同化物的分配
叶片的光合产物运出以后不是平均地分配到各个器官，而是有所侧重。就整个植株而言，同化物向各器官的运输因生育期的不同而不同，植物不同生育期的生长中心即是光合产物分配的中心，即“优先供应中心库”；从不同部位的叶片来说，它的光合产物有就近供应和运输的特点，一般来说，下位叶片制造的同化物主要运到植株的下位部分及根部，而上位叶制造原同化物主要运到新叶、幼叶、茎顶及花的部位，即“就近分配”；同化物还有向同侧器官分配较多的特点，即“同侧分配
（2）植物的生长生理、成花生理和生殖生理
植物的发育包括生长和分化。细胞的发育分为分生期、伸长期和分化期三个时期。植物生长与分化的类型包括顶端生长与分化，次生生长与分化，再生生长与分化。分化的生理基础是极性，生化基础是细胞内化学物质的种类或/和不同化学物质浓度比值的变化。
????组织培养的理论基础是细胞全能性。培养基需要矿质元素、碳源(常用蔗糖)、植物生长调节剂(生长素、细胞分裂素)和维生素等，严格消毒是组织培养成功的关键。
????植物生长表现出生长大周期，植物的生长运动包括向性运动与感性运动等，同时存在近似昼夜节奏现象。种子萌发需要充足的水分、适宜的温度和足够的氧气，有的种子还需光照(红光)，有的则需黑暗。植物各部位的生长相互制约、化的概念
????生长——在生命周期中，植物的细胞、组织和器官的数目、体积或干重的不可逆的增加过程。 ????分化——从一种同质性的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程。 ????发育——在植物生命周期中，植物的组织、器官或整体，在形态结构和功能上的有序变化过程。
????生长是量变，是基础；分化是局部的质变；发育则是器官或整体的有序的一系列的量变和质变。因此，可以说发育包括生长和分化两个方面。发育必须在生长和分化的基础上进行，没有生长和分化，就不能进行有序的发育。另一方面生长和分化又受发育制约，植物的某些部分的生长和分化必须通过一定的发育阶段以后才能开始。生长与分化是各种生理与代谢的整合表现，是新陈代谢强度和方向的综合表现。
????发育的三个阶段：胚胎发生、营养器官发生、生殖器官发生。 ????发育的时间顺序：种子萌发→幼苗成长→开花结实→衰老死亡 二、植物细胞的生长和分化
????1.?植物细胞生长的三个时期及特点
????(1)分裂期(分生期)：细胞体积小，细胞壁薄，原生质浓稠，没有液泡，核大而明显，呼吸强，氮代谢旺，细胞持水力强。
????(2)伸长期(扩张期)：细胞大量吸水形成大液泡，细胞体积增加，细胞壁加厚，蛋白质含量最高，呼吸作用加强，酵解和TCA环酶活跃。
????(3)分化期(成熟期)：细胞体积不再扩张，次生壁加厚，某些细胞分化成特化细胞。 ????2.?细胞分化的调控 ????(1)分化的生理基础：
细胞分化的生理基础是极性。极性是指细胞(或器官和植株)内的一端与另一端在形态和生理生化上的差异。表现在细胞质浓度不一，细胞器数量的多少，核位置的偏向等方面。
????(2)影响分化的环境条件：光照、温度、营养、pH、离子和电势等环境条件及地球的引力。 ????(3)分化与植物激素的关系 ????3.?植物的组织培养
????(1)概念：指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境条件下培养发育再生成完整植株的技术。 ????(2)理论依据：根据植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指每一个具核的细胞中都包含着产生一个完整机体的全套基因，在适宜条件下，可形成一个新的个体。
????(3)培养基的主要成分：
????a.大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S。 ????b.微量元素：Fe、Zn、Cu、B、Mo、Mn、Cl。 ????c.糖：2%
????d.有机附加物：维生素(B
1、B
6烟酸、肌醇等)、甘氨酸、蛋白质。
????e.植物生长调节剂：一般为IAA、NAA、2.4-D、CK、BA、GA等。 三、种子的萌发
????1.?概念：可从不同角度来理解萌发概念。从形态角度看：具有生活力的种子吸水后，胚生长突破种皮并形成幼苗的过程。从生理角度看：无休眠或解除休眠的种子吸水后由静止状态转为生理活动状态引起胚生长。从分子生物学角度看：水分等因子使种子的某些基因和酶活化，引发一系列与胚生长有关的反应。
????2.?种子萌发时需要的外界条件 ????(1)足够的水分 ????(2)充足的氧气 4、森林生态学知识 需掌握的知识内容：
（1）森林生态系统的基本概念与主要特征基本概念
森林生态系统是在一定范围内，各生物成分（包括人类在内）和非生物成分（环境中物理和化学因子），通过能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的一个功能单位。主要特征：1、结构特征。生态系统由生物环境（生产者、消费者、分解者）和非生物环境（光、热、大气、水、土、岩石及死的有机物质）两个亚成分组成。2功能特征。生态系统内部的生产者、消费者和分解者与它们的生存环境相互作用，不断进行着能量和物质交换，产生能量和物质在系统中流动，从而保持着生态系统的运转，并发挥其正常的功能。3、动态特征。生态系统不是静止的，而是不断运动变化的系统4、相互作用和相互联系的特征。生态系统内各生物和非生物成分的关系是紧密相连、密不可分的整体。5稳定平衡的特性。系统内部各成分间完全处于相互协调的稳定状态，系统受外力干扰时，自身有一种恢复的能力，由稳定到不稳定，再由不稳定返回稳定的状态。6、对外开放的特征。生态系统，甚至生物圈都是一个开放系统。一个现实的生态系统必须有能量与物质的输入，以及具有能量和物质输出的过程。所以，生态系统的外部环境也应是系统整体的一个部分。
（1）
森林生态系统的能量流动规律与物质循环过程
.1、 除极少数特殊空间外，能量的源头是太阳能。生物所利用的能源，基本上都是来自太阳的辐射，其途径是：绿色植物通过光合作用将太阳能转换成化学能，动物依靠植物再从化学能转换成机械能和热能的形势。2. 输入某个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量。3. 生态系统中，能量转换的一个很主要的途径是通过食物链来进行的，食物链指生物界关系中，甲吃乙、乙吃丙、丙吃丁的现象。食物链和食物网是能量流动的主渠道。4. 能量沿着营养级逐级传递，级级有散失，有遗弃，即能量流动的特点是单向流动，逐级递减。生态系统中能量流动特征，可归纳为两个方面，一是能量流动沿生产者和各级消费者顺序逐步被减少，二是能量流动是单一方向，不可逆的。能量在流动过程中，一部分用于维持新陈代谢活动而被消耗，一部分在呼吸中以热的形式散发到环境中，只有一小部分做功，用于形成新组织或作为潜能贮存。由此可见，在生态系统中能量传递效率是较低的，能量愈流愈细。一般来说，能量沿绿色植物向草食动物再向肉食动物逐级流动，通常后者获得的能量大约只为前者所含能量的10%，即1/10，故称为“十分之一定律”。这种能量的逐级递减是生态系统中能量流动的一个显着特点。5.生态金字塔：如果把食物网划分为能量转换的一系列营养级，说明其营养结构，就便于各生态系统之间的比较。营养结构可以在连续的营养级水平上按单位面积的数量、现存量或单位面积时间内所固定的能量表示之。营养结构的图形可用生态金字塔（锥体）表示，生产者营养水平构成一层层上升构成塔尖，生态金字塔分为能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔三种类型。能量金字塔：是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成的图形呈金字塔形。能量从上一个营养级传递到下一个营养级，平均传递效率为10％～20％。生物量金字塔：以每个营养级的生物量绘制的金字塔。但某些单细胞生物的生命周期短，不积累生物量，而且在测定生物量时是以现存量为依据的，所以在海洋生态系统中会出现倒置现象，即出现浮游动物数量多于浮游植物。数量金字塔：以每个营养级的生物个体数量为依据绘制的金字塔。但会出现有的生物个数数量很少而每个个体的生物量很大的情况，所以也会出现倒置的现象。比如一棵大树上有几百只昆虫。6. 研究能量流动的意义是合理调整能量流动关系，是能量持续高效地流向对人类最有用的部分。 物质循环过程
物质循环的三种基本形态，地球化学循环、生物循环和生物地球化学循环；
地球化学循环可分为二大类型，即气态型循环和沉积型循环
气态型循环。碳、氢、氧、氮和硫均能以气态、固态和水溶液出入于生态系统。氮、碳和氧主要以气态形式输入和输出。各种岩石中不含氮或含量甚微。大部分氮进入生态系统是靠微生物对氮气的固定。据报道植物吸收气态NH3,可提供植物群落所需物以类聚量的10%。碳在岩石中含量很低，而且释放速度很慢，难以满足植物对碳的需求。硫一方面可从岩石进入系统，另一方面以气态进入系统，而更多的是从硫酸盐溶液进入系统。
沉积循环。沉积循环有三种运动形式，即气象途径、生物途径和地质水文途径。气象途径像空气尘埃和降水的输入以及风侵蚀和搬运的输出。生物途径。动物活动可以使养分在生态系统之间发生再分配。地质水文途径。指生态系统养分的输入来源于岩石、土壤矿物的风化和土壤水分及溪水溶解的养分对系统的输入，以及土壤水或地表水溶解的养分、土粒和有机质从系统的输出。沉积型循环物质的主要储存库是土壤、沉积物和岩石，而无气体形态，因此这类物质循环的全球性不如气体型循环表现得那么明显，循环性能一般也很不完善。属于沉积型循环的物质有磷、钙、钾、钠、镁、铁、锰、碘、铜、硅等，其中磷是较典型的沉积型循环物质，它从岩石中释放出来，最终又沉积在海底并转化为新的岩石。气体型循环和沉积型循环虽然各有特点，但都受到能流的驱动，并都依赖于水的循环。
生物地球化学循环。物地球化学循环是指生态系统内部化学元素的交换，其空间范围一般不大，植物在系统内就地吸收养分，又通过落叶归还到同一地方。
植物对养分的吸收。植物所需大部分养分直接从土壤溶液中吸收。
植物体内养分的分配。植物吸收的养分元素，传送到植物体各部分用于代谢过程或贮存。
植物养分的损失。植物体内的养分都在不断消耗掉，植物每年吸收的大部分养分元素也是在用补充这些损失，只有很少比例的养分成为新组织的生物量长久保存下来。
凋落物的分解。凋落物的分解和养分的释放可说是森林生物地球化学中最重要的一环。
林下植被的作用。林下植物占森林总量只一小部分，但它养分循环和林分总生产量却有重要作用。
养分元素的直接循环。是指菌根菌的菌丝体侵入新落下的凋落物后，由菌丝进入凋落物内部使之分解，并吸收那些被矿化后的养分，其中养分的一部分可被有菌根的植物所利用。 生物化学循环。生物化学循环是指养分在生物体内的再分配。 三种主要元素（C、N、S）的循环。
森林生态系统生物地球化学循环的效能。森林生态系统生物地球化学循环具有很高保存养分的能力 需熟悉的知识内容：
（1）森林种群和森林群落的结构特征
种群是指一定空间中同种个体的总和。有的学者在种群定义中加进新的内容，即种群定义为：在一定空间中，能相互进行杂交的、具有一定结构的、一定遗传特性的同种个体的总和。
种群的群体特征。有种群密度、分布格局、年龄结构、种群增长型和种群调节等。 （2）森林生态系统的演替原因与演替模式
演替原因：1、物种特性在演替中的作用。树种特性间的差异是引起森林演替的内在原因。具体条件下，种间代替的依据是物种适应和竞争能力的关系。植物化学分泌物在演替中是一个不可忽视的因素，有的分泌物抑制其它种的定居，有的则控制本种新个体的发生。
2、生境演替发生的条件：物种特性是在 一定生境条件内长期进化适应的结果。? 演替模式
林业工程师考试大纲复习
