生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)-《基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)》課件

1、基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)天津師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院1陽(yáng)山書屋c第四部分 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)1234生態(tài)系統(tǒng)的一般特征生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)陸地生態(tài)系統(tǒng)主要類型2陽(yáng)山書屋c11.生態(tài)系統(tǒng)的一般特征11.1 生態(tài)系統(tǒng)的基本概念11.2 生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)11.3 食物鏈和食物網(wǎng)11.4 營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔11.5 生態(tài)效率11.6 生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)金字塔3陽(yáng)山書屋c生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)：在一定空間中共同棲居著的所有生物(生物群落)與其環(huán)境之間由于不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程而形成的統(tǒng)一整體系統(tǒng)(system)：相互作用、相互依賴的事物有規(guī)律地聯(lián)合的集合體許多成分組成獨(dú)立的、特定

2、的功能各成分間相互聯(lián)系、相互作用生物地理群落(biogeocoenosis)11.1 生態(tài)系統(tǒng)的基本概念4陽(yáng)山書屋c生態(tài)學(xué)的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目受限于生產(chǎn)者所固定的最大能值和能量在流動(dòng)中巨大損失，生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)不會(huì)超過(guò)5-6個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的特征5陽(yáng)山書屋c11.2 生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)11.2.1 生物群落生產(chǎn)者 (producer)消費(fèi)者 (consumer)：食草動(dòng)物、食肉動(dòng)物、大型食肉動(dòng)物分解者 (decomposer)11.2.2 非生物環(huán)境無(wú)機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)氣候因素(及其他

3、物理?xiàng)l件）11.2.3 成份之間的相互作用關(guān)系6陽(yáng)山書屋c池塘生態(tài)系統(tǒng)示意圖7陽(yáng)山書屋c一個(gè)簡(jiǎn)單的陸地生態(tài)系統(tǒng)模式圖8陽(yáng)山書屋c生態(tài)系統(tǒng)各成份的相互關(guān)系無(wú)機(jī)物質(zhì) 有機(jī)物質(zhì) 氣候因素消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者植物，化能合成細(xì)菌動(dòng)物，包括大型消費(fèi)者小型消費(fèi)者細(xì)菌真菌日光能9陽(yáng)山書屋c表示出三個(gè)亞系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般模型10陽(yáng)山書屋c11.3 食物鏈和食物網(wǎng)11.3.1 食物鏈 (food chain)：生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過(guò)一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序11.3.2 食物網(wǎng) (food web)：食物鏈彼此交錯(cuò)連結(jié)，形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)11陽(yáng)山書屋c食物鏈

4、類型捕食食物鏈碎屑食物鏈寄生食物鏈12陽(yáng)山書屋c捕食食物鏈綠色植物為起點(diǎn)到食草動(dòng)物進(jìn)而到食肉動(dòng)物的食物鏈植物-食草動(dòng)物-食肉動(dòng)物草原上：青草-野兔-狐貍-狼湖泊中：藻類-甲殼類-小魚-大魚13陽(yáng)山書屋c碎屑食物鏈動(dòng)、植物的遺體被食腐性生物(小型土壤動(dòng)物、真菌、細(xì)菌)取食，然后到他們的捕食者的食物鏈植物殘?bào)w-蚯蚓-線蟲類-節(jié)肢動(dòng)物14陽(yáng)山書屋c寄生食物鏈由宿主和寄生物構(gòu)成以大型動(dòng)物為食物鏈的起點(diǎn)，繼之以小型動(dòng)物、微型動(dòng)物、細(xì)菌和病毒后者與前者是寄生關(guān)系哺乳動(dòng)物或鳥類-跳蚤-原生動(dòng)物-細(xì)菌-病毒15陽(yáng)山書屋c一個(gè)食物鏈的例子“螳螂捕蟬，黃雀在后”螳螂捕蟬，黃雀在后！哈！哈！植物汁液蟬(初級(jí)消費(fèi)者)

5、螳螂(二級(jí)消費(fèi)者)黃雀(三級(jí)消費(fèi)者)鷹(四級(jí)消費(fèi)者)(頂極食肉動(dòng)物)16陽(yáng)山書屋c食物網(wǎng)一種生物常常以多種食物為食，而同一種食物又常常為多種消費(fèi)者取食，于是食物鏈交錯(cuò)起來(lái)，多條食物鏈相聯(lián)，形成了食物網(wǎng)食物網(wǎng)不僅維持著生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡，并推動(dòng)著生物的進(jìn)化，成為自然界發(fā)展演變的動(dòng)力食物網(wǎng)以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生物與環(huán)境、生物與生物緊密聯(lián)系起來(lái)的結(jié)構(gòu)，稱為生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)17陽(yáng)山書屋c食物網(wǎng)18陽(yáng)山書屋c19陽(yáng)山書屋c11.4 營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔營(yíng)養(yǎng)級(jí)(trophic level)：處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和20陽(yáng)山書屋c生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目各營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不可能100%利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物

6、量各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化率也不是100%，總有一部分排泄出去各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物要維持自身的活動(dòng)，消耗一部分熱量能流在通過(guò)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)會(huì)急劇減少，食物鏈就不可能太長(zhǎng)生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般只有四、五級(jí)，很少超過(guò)六級(jí)21陽(yáng)山書屋c生態(tài)金字塔(ecological pyramid)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系可采用生物量、能量和個(gè)體數(shù)量單位來(lái)表示能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔22陽(yáng)山書屋c能量金字塔由各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定的總能量值的多少來(lái)構(gòu)成的生態(tài)金字塔以相同的單位面積和單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者所積累的能量比率來(lái)構(gòu)造千卡/平方米年23陽(yáng)山書屋cenergy pyramid24陽(yáng)山書屋c生物量金字塔以相同單位面積上生產(chǎn)

7、者和各級(jí)消費(fèi)者的生物量即生命物質(zhì)總量建立的金字塔。對(duì)陸地、淺水生態(tài)系統(tǒng)中比較典型，因?yàn)樯a(chǎn)者是大型的，所以塔基比較大，金字塔比較規(guī)則25陽(yáng)山書屋c生物量金字塔湖泊和開曠海洋，第一性生產(chǎn)者主要為微型藻類，生活周期短，繁殖迅速，大量被植食動(dòng)物取食利用，在任何時(shí)間它的現(xiàn)存量很低，導(dǎo)致這些生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔呈倒金字塔形26陽(yáng)山書屋c數(shù)量金字塔單位面積內(nèi)生產(chǎn)者的個(gè)體數(shù)目為塔基，以相同面積內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)位有機(jī)體數(shù)目構(gòu)成塔身及塔頂。一般每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所包括的有機(jī)體數(shù)目，沿食物鏈向上遞減。27陽(yáng)山書屋c數(shù)量金字塔有時(shí)植食動(dòng)物比生產(chǎn)者數(shù)目多。如昆蟲和樹木個(gè)體大小差別很大，只用個(gè)體數(shù)目多少來(lái)說(shuō)明問(wèn)題有局限性。28陽(yáng)

8、山書屋c不同類型金字塔的比較能量金字塔表達(dá)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)最全面，確切表示食物通過(guò)食物鏈的效率，永遠(yuǎn)是正塔型數(shù)量金字塔過(guò)分突出小生物體的重要性生物量金字塔過(guò)分突出大生物體的重要性29陽(yáng)山書屋c11.5 生態(tài)效率生態(tài)效率：各種能流參數(shù)中的任何一個(gè)參數(shù)在營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間或營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)部的比值。能量參數(shù)：攝取量（I）：表示各生物所攝取的能量同化量(A)：動(dòng)物消化道內(nèi)被吸收的能量，即消費(fèi)者吸收所采食的食物能；植物光合作用所固定的日光能呼吸量(R)：生物在呼吸等新陳代謝和各種活動(dòng)所消耗的全部能量生產(chǎn)量(P)：生物呼吸消耗后所凈剩的同化能量值。P= A- R30陽(yáng)山書屋c營(yíng)養(yǎng)級(jí)位之內(nèi)的生態(tài)效率量度一個(gè)物種利用食物能的效率，

9、即同化能量的有效程度31陽(yáng)山書屋c同化效率被植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例，或被動(dòng)物攝食的能量中被同化了的能量比例：Ae = An / In肉食動(dòng)物的同化效率高于植食動(dòng)物32陽(yáng)山書屋c生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率 = n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量生態(tài)生長(zhǎng)效率 = n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入能量營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，生長(zhǎng)效率越低植物的生長(zhǎng)效率動(dòng)物植物將光合能量大約40%呼吸，60%生長(zhǎng)肉食動(dòng)物同化能量大約65%用于呼吸，35%用于生長(zhǎng)哺乳動(dòng)物呼吸消耗的能量最多，大約占同化量的97-99%，只有1%-3%用于凈生產(chǎn)量33陽(yáng)山書屋c營(yíng)養(yǎng)級(jí)位之間的生態(tài)效率消費(fèi)效率：消費(fèi)效率量度一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)對(duì)前

10、一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的相對(duì)取食壓力。消費(fèi)效率= n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)能量 /n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量一般在20-35%范圍內(nèi)，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈生產(chǎn)的65%-75%進(jìn)入碎屑食物鏈34陽(yáng)山書屋c林德曼效率林德曼效率：n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量占n營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量之比：Le=In+1/In林得曼定律（十分之一定律）：能量沿營(yíng)養(yǎng)級(jí)的移動(dòng)時(shí)，逐級(jí)變小，后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)只能是前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的十分之一左右。35陽(yáng)山書屋c林德曼效率36陽(yáng)山書屋c11.6.生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡反饋調(diào)節(jié)：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)生變化，它必然引起其他成分出現(xiàn)一系列相應(yīng)變化，這些變化又反過(guò)來(lái)影響最初發(fā)生變化的那種成分負(fù)反饋：系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他

11、一系列變化，結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分的變化，使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到或保持平衡或穩(wěn)態(tài)正反饋：系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，反過(guò)來(lái)加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化，使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。如湖泊污染，導(dǎo)致魚的數(shù)量因死亡而減少，由于魚體腐爛，加重湖泊污染并引起更多魚類的死亡37陽(yáng)山書屋c生態(tài)系統(tǒng)中的反饋（正反饋（左）和負(fù)反饋（右）狼狼兔兔植物植物狼餓死狼吃飽吃了較多兔子吃了較少兔子兔吃飽兔餓死吃了較少的草吃了大量的草污染 魚死亡污染 魚死亡 魚死亡 污染 38陽(yáng)山書屋c生態(tài)平衡：生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)育和調(diào)節(jié)所達(dá)到的一種穩(wěn)定狀態(tài)，它包括結(jié)構(gòu)、功能和能量輸入和輸出的穩(wěn)定生態(tài)閾值：生

12、態(tài)系統(tǒng)受外界干擾后，自動(dòng)調(diào)節(jié)的極限生態(tài)危機(jī)：由于人類盲目活動(dòng)而導(dǎo)致局部地區(qū)甚至整個(gè)生物圈結(jié)構(gòu)和功能的失衡，從而威脅人類的生存。11.6.生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡39陽(yáng)山書屋c12.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)12.1 生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)12.2 生態(tài)系統(tǒng)中的次級(jí)生產(chǎn)12.3 生態(tài)系統(tǒng)中的分解12.4 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)40陽(yáng)山書屋c12.1 生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)12.1.1 初級(jí)生產(chǎn)的基本概念12.1.2 地球上初級(jí)生產(chǎn)力的分布12.1.3 初級(jí)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率12.1.4 初級(jí)生產(chǎn)量的限制因素12.1.5 初級(jí)生產(chǎn)量的測(cè)定方法41陽(yáng)山書屋c12.1.1 初級(jí)生產(chǎn)的基本概念初級(jí)生產(chǎn)：自養(yǎng)生物的生

13、產(chǎn)過(guò)程，其提供的生產(chǎn)力為初級(jí)生產(chǎn)力次級(jí)生產(chǎn)：異養(yǎng)生物再生產(chǎn)過(guò)程，提供的生產(chǎn)力為次級(jí)生產(chǎn)力生產(chǎn)過(guò)程：生產(chǎn)者通過(guò)光合作用合成復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)，使植物的生物量(包括個(gè)體數(shù)量和生長(zhǎng))增加消費(fèi)者攝食植物已經(jīng)制造好的有機(jī)物質(zhì)(包括直接的取食植物和間接的取食食草動(dòng)物和食肉動(dòng)物)，通過(guò)消化、吸收在合成為自身所需的有機(jī)物質(zhì)，增加動(dòng)物的生產(chǎn)量42陽(yáng)山書屋c初級(jí)生產(chǎn)的基本概念初級(jí)生產(chǎn)量(primary production)：綠色植物通過(guò)光合作用合成有機(jī)物質(zhì)的數(shù)量稱為初級(jí)生產(chǎn)量，也稱第一性生產(chǎn)量?jī)舫跫?jí)生產(chǎn)量(net primary production)：初級(jí)生產(chǎn)過(guò)程植物固定的能量一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的

14、可用于植物的生長(zhǎng)和生殖，這部分生產(chǎn)量成為淨(jìng)初級(jí)生產(chǎn)量(NP)總初級(jí)生產(chǎn)量(gross primary production)：初級(jí)生產(chǎn)過(guò)程植物固定的能量的總量 GP=NP+R43陽(yáng)山書屋c初級(jí)生產(chǎn)力：植物群落在一定空間一定時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)積累的數(shù)量 生物量 (biomass)：是指某一時(shí)刻單位面積上積存的有機(jī)物質(zhì)的量。以鮮重或干重表示現(xiàn)存量：是指綠色植物初級(jí)生產(chǎn)量被植食動(dòng)物取食及枯枝落葉掉落后所剩下的存活部分 SC=GP-R-H-D初級(jí)生產(chǎn)的基本概念44陽(yáng)山書屋c初級(jí)生產(chǎn)45陽(yáng)山書屋c11.1.2 地球上初級(jí)生產(chǎn)力的分布不同生態(tài)系統(tǒng)類型的初級(jí)生產(chǎn)力不同陸地比水域的初級(jí)生產(chǎn)力總量大陸地上初

15、級(jí)生產(chǎn)力有隨緯度增加逐漸降低的趨勢(shì)海洋中初級(jí)生產(chǎn)力由河口灣向大陸架和大洋區(qū)逐漸降低生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力隨群落的演替而變化水體和陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力有垂直變化初級(jí)生產(chǎn)力隨季節(jié)變化46陽(yáng)山書屋c不同生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力47陽(yáng)山書屋c世界上主要生物群帶的初級(jí)生產(chǎn)力48陽(yáng)山書屋cAverage net primary productivity in grams of organic material per square meter per year of some terrestrial and aquatic ecosystemsNET PRIMARY PRODUCTIVITY49陽(yáng)山書屋c初級(jí)生

16、產(chǎn)力的分布生產(chǎn)力極低的區(qū)域：1000kcal/m2.a或者更少，如大部分海洋和荒漠。中等生產(chǎn)力區(qū)域：1000-10000kcal/m2.a，如草地、沿海區(qū)域、深湖和一些農(nóng)田。高生產(chǎn)力的區(qū)域：10000-20000kcal/m2.a或者更多，如大部分濕地生態(tài)系統(tǒng)、河口灣、泉水、珊瑚礁、熱帶雨林和精耕細(xì)作的農(nóng)田、沖積平原上的植物群落等。50陽(yáng)山書屋c地球主要陸地生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力強(qiáng)烈受溫度和降水的影響P: productivity (thm-2a-1)B: biomass (thm-2)R: radiation (kcalcm-2d-1)51陽(yáng)山書屋cNPRCO2光H2O營(yíng)養(yǎng)取食O2溫度陸地生態(tài)

17、系統(tǒng)中，初級(jí)生產(chǎn)量是由光、二氧化碳、水、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(物質(zhì)因素) 、氧和溫度(環(huán)境調(diào)節(jié)因素)六個(gè)因素決定的。污染物光合作用生物量GP12.1.4 初級(jí)生產(chǎn)量的限制因素52陽(yáng)山書屋c陸地生態(tài)系統(tǒng)輻射強(qiáng)度和日照時(shí)間：光強(qiáng)升高，光照時(shí)間長(zhǎng)，提高產(chǎn)量光合途徑：光合作用途徑的不同，直接影響初級(jí)生產(chǎn)力的高低水：光合作用的原料，缺水顯著抑制光合速率溫度：溫度升高，總光合速率升高營(yíng)養(yǎng)元素二氧化碳食草動(dòng)物53陽(yáng)山書屋c水域生態(tài)系統(tǒng)光P=R*C*3.7/k P：浮游植物的凈初級(jí)生產(chǎn)力，R：相對(duì)光合率，k：光強(qiáng)度隨水深度而減弱的衰變系數(shù)，C：水中的葉綠素含量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：N/P54陽(yáng)山書屋c12.1.5 初級(jí)生產(chǎn)量的測(cè)定方

18、法收獲量測(cè)定法氧氣測(cè)定法二氧化碳測(cè)定法放射性標(biāo)記物測(cè)定法葉綠素測(cè)定法55陽(yáng)山書屋c收獲量測(cè)定法陸生定期收獲植被，烘干至恒重以每年每平方米的干物質(zhì)重量表示以其生物量的產(chǎn)出測(cè)定，但位于地下的生物量，難以測(cè)定地下的部分可以占有40%至85%的總生產(chǎn)量，因此不能省略56陽(yáng)山書屋c氧氣測(cè)定法通過(guò)氧氣變化量測(cè)定總初級(jí)生產(chǎn)量1927年T.Garder, H.H.Gran用于測(cè)定海洋生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)量從一定深度取自養(yǎng)生物的水樣，分裝在體積為125-300ml的白瓶(透光)、黑瓶(不透光)和對(duì)照瓶中對(duì)照瓶測(cè)定初始的溶氧量IB黑白瓶放置在取水樣的深度，間隔一定時(shí)間取出，用化學(xué)滴定測(cè)定黑白瓶的的含氧量DB、LB計(jì)算呼吸

19、量(IB-DB)，凈生產(chǎn)量(LB-IB)，總生產(chǎn)量(LB-DB)57陽(yáng)山書屋c黑白瓶法黑瓶（呼吸作用）白瓶(凈光合作用) 對(duì)照瓶（消除誤差）放置于水樣深度處一定時(shí)間后，測(cè)各瓶的含氧量變化，求初級(jí)生產(chǎn)量58陽(yáng)山書屋c二氧化碳測(cè)定法用塑料罩將生物的一部分套住測(cè)定進(jìn)入和抽出空氣中的CO2透明罩：測(cè)定凈初級(jí)生產(chǎn)量暗罩：測(cè)定呼吸量59陽(yáng)山書屋c放射性標(biāo)記物測(cè)定法用放射性14C測(cè)定其吸收量，即光合作用固定的碳量放射性14C以碳酸鹽的形式提供，放入含有自然水體浮游植物的樣瓶中，沉入水中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，濾出浮游植物，干燥后在計(jì)數(shù)器測(cè)定放射活性，然后計(jì)算：14CO2/CO2=14C6H12O6/C6H12O6確定

20、光合作用固定的碳量需用“暗呼吸”作校正60陽(yáng)山書屋c葉綠素測(cè)定法植物定期取樣丙酮提取葉綠素分光光度計(jì)測(cè)定葉綠素濃度每單位葉綠素的光合作用是一定的，通過(guò)測(cè)定葉綠素的含量計(jì)算取樣面積的初級(jí)生產(chǎn)量61陽(yáng)山書屋c12.2 生態(tài)系統(tǒng)中的次級(jí)生產(chǎn)12.2.1 次級(jí)生產(chǎn)過(guò)程12.2.2 次級(jí)生產(chǎn)量的測(cè)定12.2.3 次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率62陽(yáng)山書屋c12.2.1 次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過(guò)程63陽(yáng)山書屋c未捕獲(876.1g)獵物種群生產(chǎn)量(886.4g)被捕獲(10.3g)被吃下(7.93g)I未吃下(2.37g)未同化(0.63g)同化(7.3g)A凈次級(jí)生產(chǎn)(2.7g)P呼吸(4.6g)R次級(jí)生產(chǎn)量64陽(yáng)山書屋

21、c12.2.2 次級(jí)生產(chǎn)量的測(cè)定用同化量和呼吸量估計(jì)生產(chǎn)量(用攝食量扣除糞尿量估計(jì)同化量)： P=A-R=(C-FU)-R C：動(dòng)物從外界攝食的能量，A：被同化能量， FU：排泄物，R：呼吸量用個(gè)體的生長(zhǎng)和繁殖后代的生物量表示凈生產(chǎn)量: P=Pg+Pr Pr：生殖后代的生產(chǎn)量， Pg：個(gè)體增重65陽(yáng)山書屋c12.2.3 次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率消費(fèi)效率同化效率生長(zhǎng)效率66陽(yáng)山書屋c消費(fèi)效率：食草動(dòng)物對(duì)植物凈生產(chǎn)量的利用植物種群增長(zhǎng)率高，世代短，更新快，被利用的百分比高草本植物維管束少，能提供較多的凈初級(jí)生產(chǎn)量浮游動(dòng)物利用的凈初級(jí)生產(chǎn)量比例最高食肉動(dòng)物對(duì)獵物的消費(fèi)效率研究較少脊椎動(dòng)物捕食者50100%

22、，無(wú)脊椎動(dòng)物捕食者25%12.2.3 次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率67陽(yáng)山書屋c幾種生態(tài)系統(tǒng)中食草動(dòng)物利用植物凈生產(chǎn)量的比例68陽(yáng)山書屋c同化效率草食、碎食動(dòng)物同化效率低，肉食動(dòng)物高生長(zhǎng)效率肉食動(dòng)物的凈生長(zhǎng)率低于草食動(dòng)物不同動(dòng)物類群有不同的生長(zhǎng)效率12.2.3 次級(jí)生產(chǎn)的生態(tài)效率69陽(yáng)山書屋c12.3 生態(tài)系統(tǒng)中的分解12.3.1 分解過(guò)程的性質(zhì)12.3.2 分解者生物12.3.3 資源質(zhì)量12.3.4 理化環(huán)境對(duì)分解的影響70陽(yáng)山書屋c12.3.1 分解過(guò)程的性質(zhì)概念：死有機(jī)物質(zhì)的逐步降解過(guò)程將有機(jī)物還原為無(wú)機(jī)物，釋放能量意義：建立和維持全球生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡通過(guò)死亡物質(zhì)的分解，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)，給生

23、產(chǎn)者提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)維持大氣中CO2濃度穩(wěn)定和提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，為碎屑食物鏈以后各級(jí)生物生產(chǎn)食物改善土壤物理性狀71陽(yáng)山書屋c分解作用的三個(gè)過(guò)程碎化：把尸體分解為顆粒狀的碎屑異化：有機(jī)物在酶的作用下，進(jìn)行生物化學(xué)的分解從聚合體變成單體(如纖維素降解為葡萄糖)進(jìn)而成為礦物成分(如葡萄糖降為CO2和H2O)淋溶：可溶性物質(zhì)被水淋洗出，完全是物理過(guò)程72陽(yáng)山書屋c12.3.2 分解者生物微生物(細(xì)菌和真菌)動(dòng)物類群陸地分解者水生系統(tǒng)73陽(yáng)山書屋c分解者生物微生物(細(xì)菌和真菌) 主要利用可溶性物質(zhì)，氨基酸和糖類的分解產(chǎn)物作為的食物而被吸收74陽(yáng)山書屋c分解者生物動(dòng)物類群陸地分解者動(dòng)物主要是食碎屑的無(wú)脊

24、椎動(dòng)物小型：100m以下，不能碎裂枯枝落葉，屬粘附類型中型：100m-2mm，調(diào)節(jié)微生物種群的大小和處理和加工大型動(dòng)物糞便大型和巨型：2mm-20mm, 碎裂植物殘葉和翻動(dòng)土壤,對(duì)分解和土壤結(jié)構(gòu)有明顯影響75陽(yáng)山書屋c分解者生物動(dòng)物類群水生系統(tǒng)動(dòng)物的分解過(guò)程分為搜集、刮取、粉碎、取食或捕食等幾個(gè)環(huán)節(jié)碎裂者：以落入河流中的樹葉為食顆粒狀有機(jī)物質(zhì)搜集者：一類從沉積物中搜集；另一類從水體中濾食有機(jī)顆粒刮食者：其口器適應(yīng)在石礫表面刮取藻類和死有機(jī)物以藻類為食的食草性動(dòng)物捕食動(dòng)物：以其他物脊椎動(dòng)物為食76陽(yáng)山書屋c12.3.3 資源質(zhì)量物理、化學(xué)性質(zhì)影響分解速率物理性質(zhì)：表面特性和機(jī)械結(jié)構(gòu)化學(xué)性質(zhì)：隨其

25、化學(xué)組成而不同單糖分解快，一年失重99%半纖維纖維素木質(zhì)素C:N77陽(yáng)山書屋c12.3.4 理化環(huán)境對(duì)分解的影響水熱條件溫度高、濕度大的地帶，有機(jī)質(zhì)分解速率高低溫干燥地帶，分解速率低分解速度隨緯度增高而降低(熱帶雨林溫帶森林凍原)；78陽(yáng)山書屋c分解生物的相對(duì)作用無(wú)脊動(dòng)物在地球上的分布隨緯度的變化呈現(xiàn)地帶性的變化規(guī)律低緯度熱帶地區(qū)起作用的主要是大型土壤動(dòng)物，其分解作用明顯高于溫帶和寒帶高緯度寒溫帶和凍原地區(qū)多為中、小型動(dòng)物，它們對(duì)物質(zhì)分解起的作用很小12.3.4 理化環(huán)境對(duì)分解的影響79陽(yáng)山書屋c分解指數(shù)K=I/XK：分解指數(shù)，I：死有機(jī)物年輸入總量，X：系統(tǒng)中死有機(jī)物質(zhì)現(xiàn)存量規(guī)律：熱帶雨林最

26、高溫帶草地高于溫帶闊葉林凍原最低80陽(yáng)山書屋c12.4 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)12.4.1 研究能流傳遞的熱力學(xué)定律12.4.2 食物鏈層次上的能流分析12.4.3 生態(tài)系統(tǒng)層次上的能流分析12.4.4 異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的能流分析12.4.5 分解者和消費(fèi)者在能流中的相對(duì)作用81陽(yáng)山書屋c12.4.1 熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律(能量守恒定律):能量既不能創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，只能按嚴(yán)格的當(dāng)量比例由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過(guò)程，都可以根據(jù)熱力學(xué)第一定律進(jìn)行定量計(jì)算，并列出平衡式和編制能量平衡表82陽(yáng)山書屋cEnergy Flow in the Environment During

27、 photosynthesis, plants capture the energy of sunlight and store it in ATP, sugar, and other high-energy carbohydrates synthesized from carbon dioxide and water. Oxygen is released as a byproduct.83陽(yáng)山書屋cHeatHeatProducerPrimaryConsumerSecondaryConsumerDetritusFeedersHeatChemical energyEnergy Transfer

28、 and Loss84陽(yáng)山書屋c熱力學(xué)定律熱力學(xué)第二定律 (熵定律)：在能量傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程中，除了一部分傳遞和作功外，總有一部分以熱的形式消散，使系統(tǒng)的熵增加生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放系統(tǒng)，它不斷地與環(huán)境進(jìn)行能量交換。通過(guò)光合同化，引入負(fù)熵；通過(guò)呼吸，把正熵值轉(zhuǎn)出系統(tǒng)。85陽(yáng)山書屋c熱力學(xué)的兩個(gè)定律熱力學(xué)的兩個(gè)定律：第一定律：A = B + C第二定律：C A86陽(yáng)山書屋c生態(tài)系統(tǒng)中的能源太陽(yáng)輻射能是生態(tài)系統(tǒng)中的能量的最主要來(lái)源紅外線產(chǎn)生熱效應(yīng)，形成生物的熱環(huán)境紫外線可以消毒滅菌和促進(jìn)維生素D的生成可見光為植物光合作用提供能源輔助能輔助能分為自然輔助能(如如潮汐作用、風(fēng)力作用、降水和蒸發(fā)作用)和人工輔

29、助能(如施肥、灌溉等)輔助只可以促進(jìn)輻射能的轉(zhuǎn)化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中光合產(chǎn)物的形成、物質(zhì)循環(huán)、生物的生存和繁殖起著極大的輔助作用87陽(yáng)山書屋c生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的主要路徑能量以日光形式進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，以植物物質(zhì)形式貯存起來(lái)的能量，沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動(dòng)通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)，以動(dòng)物、植物物質(zhì)中的化學(xué)潛能形式貯存在系統(tǒng)中，或作為產(chǎn)品輸出，離開生態(tài)系統(tǒng)，或經(jīng)消費(fèi)者和分解者生物有機(jī)體呼吸釋放的熱能自系統(tǒng)中丟失生態(tài)系統(tǒng)是開放的系統(tǒng)，某些物質(zhì)還可通過(guò)系統(tǒng)的邊界輸入、輸出系統(tǒng)。如動(dòng)物遷移，水流的攜帶，人為的補(bǔ)充等88陽(yáng)山書屋c能量是單向性和逐級(jí)減少生態(tài)系統(tǒng)能量的流動(dòng)是單一方向的能量以光能的狀態(tài)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后，就只能以熱的形式

30、不斷地逸散于環(huán)境中從太陽(yáng)輻射能到被生產(chǎn)者固定，再經(jīng)植食動(dòng)物，到肉食動(dòng)物，能量是逐級(jí)遞減的過(guò)程各營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不能百分之百地利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化作用也不是百分之百的生物的新陳代謝要消耗一部分能量89陽(yáng)山書屋c圖框?qū)捳玖鹘?jīng)該通道能量值的相對(duì)大小(kcalhm-2a-1)一個(gè)棄耕地群落中通過(guò)食物鏈的能量流動(dòng)示意90陽(yáng)山書屋c異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的能流分析自養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)靠綠色植物固定太陽(yáng)能的生態(tài)系統(tǒng)異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)主要依靠其他生態(tài)系統(tǒng)所生產(chǎn)的有機(jī)物輸入來(lái)維持的生態(tài)系統(tǒng)異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的能流分析應(yīng)特別注意其他生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)物輸入91陽(yáng)山書屋c13.生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)13.1 物質(zhì)循環(huán)的一般特征13.2

31、全球水循環(huán)13.3 碳循環(huán)13.4 氮循環(huán)13.5 磷循環(huán)13.6 硫循環(huán)92陽(yáng)山書屋c物質(zhì)循環(huán)的一般特征生物地球化學(xué)循環(huán)：生態(tài)系統(tǒng)從大氣、水體和土壤等環(huán)境中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)綠色植物吸收，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，被其他生物重復(fù)利用，最后再歸還于環(huán)境中的過(guò)程。這一過(guò)程包括生物與非生物二者的參與, 同時(shí)也包含一些地質(zhì)與地理作用在內(nèi), 因此稱為生物地球化學(xué)循環(huán)生物小循環(huán)：環(huán)境中元素經(jīng)生物吸收，在生態(tài)系統(tǒng)中被相繼利用，然后經(jīng)過(guò)分解者的作用再為生產(chǎn)者吸收、利用93陽(yáng)山書屋c生物小循環(huán)94陽(yáng)山書屋c物質(zhì)循環(huán)的基本概念庫(kù)：貯存一定數(shù)量元素的某種生態(tài)系統(tǒng)組分稱為該元素的庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)中各組分都是物質(zhì)循環(huán)的庫(kù)植物庫(kù)、動(dòng)物庫(kù)

32、、土壤庫(kù)、水體庫(kù)等流通率：?jiǎn)挝粫r(shí)間、單位面積/體積的物質(zhì)轉(zhuǎn)移量周轉(zhuǎn)率：流通率/庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量周轉(zhuǎn)時(shí)間：庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量/流通率95陽(yáng)山書屋c物質(zhì)在庫(kù)間的流通流通量、周轉(zhuǎn)率與周轉(zhuǎn)時(shí)間是相對(duì)于庫(kù)而言的生產(chǎn)者庫(kù)流通率：20單位/天周轉(zhuǎn)率：20/100=20%周轉(zhuǎn)時(shí)間：100/20=5天消費(fèi)者庫(kù)流通率：4單位/天周轉(zhuǎn)率：4/50=8%周轉(zhuǎn)時(shí)間：50/4=12.5天96陽(yáng)山書屋c 影響物質(zhì)循環(huán)速率的因素元素的性質(zhì)：有的元素循環(huán)的速率快，而有的則比較慢，這是元素化學(xué)特性和被生物有機(jī)體利用的方式不同所決定的。如CO2 1年,N 100萬(wàn)年生物的生長(zhǎng)速率：決定生物對(duì)物質(zhì)吸收的速率以及物質(zhì)在食物網(wǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度

33、97陽(yáng)山書屋c影響物質(zhì)循環(huán)速率的因素有機(jī)物質(zhì)腐爛的速率：適宜的環(huán)境有利于分解者的生存，并使有機(jī)體很快分解，供生物重新利用人類活動(dòng)的影響：開墾農(nóng)田和砍伐森林引起土壤礦物質(zhì)的流失，影響物質(zhì)循環(huán)速率化石燃燒把硫和二氧化硫釋放大氣中98陽(yáng)山書屋c13.2 全球水循環(huán)水循環(huán)是太陽(yáng)能推動(dòng)，在陸地、大氣和海洋間循環(huán)地表總水量：1.4109km3，海洋約占97%水的循環(huán)：陸地：蒸發(fā)(蒸騰)71,000km3，降水111,000km3 ，徑流40,000km3海洋：蒸發(fā)425,000km3，降水385,000km399陽(yáng)山書屋cThe Hydrologic Cycle(40)(71)(111)(385)(425

34、)(40)103km3100陽(yáng)山書屋c生態(tài)系統(tǒng)中的水循環(huán)降雨截留穿透雨蒸騰滲透土壤吸收地表徑流地下徑流消費(fèi)者地面蒸發(fā)101陽(yáng)山書屋c13.3 碳循環(huán)碳的重要性：生命元素、能量流動(dòng)碳庫(kù)：海洋和大氣、生物體碳的存在形式：CO2，無(wú)機(jī)鹽，有機(jī)碳主要循環(huán)過(guò)程生物的同化和異化過(guò)程大氣和海洋間的CO2交換碳酸鹽的沉淀作用人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)造成嚴(yán)重影響，引起氣候變化的主要原因102陽(yáng)山書屋cThe Carbon Cycle103陽(yáng)山書屋cThe Carbon Cycle9290750611015gC104陽(yáng)山書屋c溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)（ Greenhouse effects ）：大氣中對(duì)長(zhǎng)波輻射具有屏蔽作用的溫室

35、氣體濃度增加使較多的輻射能被截留在地球表層而導(dǎo)致溫度上升溫室氣體：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、六氟化碳(SF6)、氟氯碳化物 (CFCs)、氫氟碳化物(HFCs)等溫室效應(yīng)的影響海平面上升，淹沒(méi)陸地全球氣候經(jīng)常發(fā)生暴雨或干旱土地沙漠化，生態(tài)環(huán)境改變105陽(yáng)山書屋cCarbon accumulationCO2 has increased from its pre-industrial level data: recent records plus older data such as ice cores mostly fossil fuel burning106陽(yáng)山書

36、屋cCO2排放107陽(yáng)山書屋c13.4 氮循環(huán)氮的重要性氮庫(kù)：大氣、土壤、陸地植被生物可利用的氮的形式：NO32-、NO22-、NH4+氮循環(huán)的主要過(guò)程固氮作用氨化作用硝化作用反硝化作用108陽(yáng)山書屋cThe Nitrogen Cycle109陽(yáng)山書屋c固氮作用類型閃電、宇宙射線、火山爆發(fā)等高能固氮工業(yè)固氮：400攝氏度，200大氣壓下生物固氮：固氮菌、與豆科植物共生的根瘤菌和藍(lán)藻等自養(yǎng)和異養(yǎng)微生物意義平衡反硝化作用對(duì)局域缺氮環(huán)境有重要意義使氮進(jìn)入生物循環(huán)110陽(yáng)山書屋c硝酸鹽NO3-+R硝酸鹽細(xì)菌植體內(nèi)蛋白質(zhì)合成植 食動(dòng) 物各級(jí)肉食動(dòng)物死體及排泄物亞硝酸鹽細(xì)菌氨NH4+氨化作用 (細(xì)菌、真菌

37、)反硝化細(xì)菌藍(lán)藻、閃電、固氮菌大氣N2損失到水體中火山活動(dòng)氮在自然界的循環(huán)示意圖111陽(yáng)山書屋c氨化作用、硝化作用和反硝化作用氨化作用：由氨化細(xì)菌和真菌的作用將有機(jī)氮分解成為氨和氨化合物，氨溶水成為NH4+，為植物利用硝化作用：在通氣良好的土壤中，氨化合物被亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，供植物吸收利用反硝化作用：反硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)?，回到大氣?kù)中112陽(yáng)山書屋c13.5 磷循環(huán)磷循環(huán)屬典型的沉積循環(huán)磷以不活躍的地殼作為主要貯存庫(kù)磷的循環(huán)過(guò)程巖石經(jīng)土壤風(fēng)化釋放的磷酸鹽和農(nóng)田中施用的磷肥，被植物吸收進(jìn)入植物體內(nèi)沿食物鏈傳遞，并以糞便、殘?bào)w或直接以枯枝落葉、秸稈歸還土壤含

38、磷有機(jī)化合物經(jīng)土壤微生物的分解，轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘牧姿猁}，可再次供給植物吸收利用，這是磷的生物小循環(huán)。一部分磷脫離生物小循環(huán)進(jìn)入地質(zhì)大循環(huán)動(dòng)植物遺體在陸地表面的磷礦化磷受水的沖蝕進(jìn)入江河，流入海洋113陽(yáng)山書屋c一個(gè)池塘生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán)114陽(yáng)山書屋c生產(chǎn)者植物體植食動(dòng)物各級(jí)肉食動(dòng)物有機(jī)磷酸鹽海 洋可溶性磷酸鹽分解者磷酸鹽巖石磷在自然界的循環(huán)示意圖115陽(yáng)山書屋c第十四章 陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要類型及其分布14.1 陸地生態(tài)系統(tǒng)分布的基本規(guī)律14.2 陸地生態(tài)系統(tǒng)的類型及其分布14.3 淡水生態(tài)系統(tǒng)的類型及其分布14.4 海洋生態(tài)系統(tǒng)的類型及其分布116陽(yáng)山書屋c14.1 陸地生態(tài)系統(tǒng)分布的基本規(guī)律1

39、4.1.1 影響陸地生態(tài)系統(tǒng)分布的因素14.1.2 植被分布的水平地帶性14.1.3 植被分布的垂直地帶性14.1.4 局域地形對(duì)植被的影響117陽(yáng)山書屋c14.1.1 影響陸地生態(tài)系統(tǒng)分布的因素植被(vegetation)的概念影響植被分布的主要因素水熱條件：水分和溫度水熱條件變化的主要因素緯度：緯向地帶性經(jīng)度：經(jīng)向地帶性海拔：垂直地帶性118陽(yáng)山書屋c14.1.2 植被分布水平地帶性從低緯度向高緯度或沿經(jīng)度方向從高到低的有規(guī)律分布緯向地帶性經(jīng)向地帶性119陽(yáng)山書屋c緯向地帶性緯向地帶性由于熱量沿緯度的變化，出現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)類型有規(guī)律的更替從赤道向兩極依次出現(xiàn) 熱帶雨林 亞熱帶常綠闊葉林 溫帶落

40、葉闊葉林 寒溫帶北方針葉林 苔原120陽(yáng)山書屋c赤道熱帶雨林信風(fēng)地形雨熱帶雨林熱帶落葉林和濕潤(rùn)稀樹草原熱帶多刺灌叢和干稀樹草原熱帶荒漠冷內(nèi)陸荒漠冬雨半荒漠或草原冬雨硬葉疏林寒冬草原亞熱(暖溫)帶常綠林落葉闊葉林海洋性落葉闊葉林北方針葉林亞北極(樺樹)闊葉林苔原凍荒漠海岸荒漠霧荒漠冬雨硬葉疏林(南半球)半荒漠亞熱帶草地暖溫帶雨林寒溫帶森林墊狀半荒漠或草原亞南極草叢草地南極內(nèi)陸冰川理想大陸的生物群落帶格局121陽(yáng)山書屋c赤道熱帶雨林及其變體常綠闊葉林及其變體落葉闊葉林北方針葉林溫帶草原濕潤(rùn)稀樹草原及疏林干旱稀樹草原及多刺灌叢荒漠苔原凍荒漠理想大陸的生物群落帶格局122陽(yáng)山書屋c我國(guó)植被分布緯度地帶

41、性從南自南沙群島，北至黑龍江，跨50多個(gè)緯度從南向北形成各種熱量帶：熱帶、亞熱帶、溫帶和寒溫帶在濕潤(rùn)森林區(qū)域內(nèi)，植被類型由南到北順序?yàn)椋?熱帶雨林 亞熱帶常綠闊葉林區(qū) 溫帶落葉闊葉林 寒溫帶針葉林區(qū)123陽(yáng)山書屋c124陽(yáng)山書屋c經(jīng)向地帶性在北美大陸和歐亞大陸，由于海陸分布格局與大氣環(huán)流特點(diǎn)，水分梯度常沿經(jīng)向變化植被因水分狀況而按經(jīng)度呈帶狀依次更替 沿海的濕潤(rùn)區(qū)的森林 半干旱的草原 干旱區(qū)的荒漠125陽(yáng)山書屋c126陽(yáng)山書屋c我國(guó)植被分布經(jīng)度地帶性我國(guó)東西橫跨經(jīng)度約62度陸地上大氣降水的主要來(lái)源是海洋蒸發(fā)的水汽，我國(guó)東臨太平洋，西連內(nèi)陸，受海洋季風(fēng)影響的程度不同我國(guó)從東到西水分條件從濕潤(rùn)到干旱

42、的明顯變化，依次分布三大植被區(qū)域 濕潤(rùn)森林 半干旱草原 干旱荒漠127陽(yáng)山書屋c128陽(yáng)山書屋c129陽(yáng)山書屋c14.1.3 植被分布的垂直地帶性溫度、降水隨海拔變化海拔每上升100米，氣溫下降0.6度。相當(dāng)于平地北移60公里降水隨高度的增加而增加，但達(dá)到一定界限后，降水量又降低垂直地帶性由于海拔高度的變化，引起自然生態(tài)系統(tǒng)有規(guī)律地垂直交替垂直帶譜隨著海拔的升高而依次出現(xiàn)的植被帶具體順序依不同地區(qū)而異130陽(yáng)山書屋c131陽(yáng)山書屋c132陽(yáng)山書屋c臺(tái)灣玉山的植被垂直帶譜133陽(yáng)山書屋c垂直帶特點(diǎn)垂直帶譜的基帶與該山體所地區(qū)的水平地帶性植被相一致越向高緯度，垂直帶譜越簡(jiǎn)單，極地為凍原帶，水平帶與

43、垂直帶重合在同一緯度內(nèi)，經(jīng)度不同也影響山體植被的垂直帶譜如長(zhǎng)白山（東經(jīng)128度）、西部的天山（東經(jīng)86度），兩者均北緯42度。但長(zhǎng)白山距海較近，屬溫帶針闊葉混交林，天山位于內(nèi)陸，屬荒漠范圍。134陽(yáng)山書屋c長(zhǎng)白山天池的植被垂直帶譜135陽(yáng)山書屋c垂直帶與水平帶的關(guān)系植被類型在山體垂直方向上的成帶分布和地球表面緯度水平分布順序有相應(yīng)性垂直帶與水平帶上相應(yīng)的植被類型，在外貌上也基本相似緯向帶的寬度較垂直帶的寬度大得多緯向帶是相對(duì)連續(xù)的，而垂直帶在是相對(duì)間斷的雖然緯度帶、垂直帶的植被類型分布順序的相似性但，植物種類成分和群落生態(tài)結(jié)構(gòu)有很大差異136陽(yáng)山書屋c垂直帶與水平帶137陽(yáng)山書屋c14.1.4

44、 局部地形對(duì)植被的影響坡向南坡北坡坡度平地陡坡緩坡非地帶性植被138陽(yáng)山書屋c陸地生態(tài)系統(tǒng)的水平分布格局139陽(yáng)山書屋c140陽(yáng)山書屋c 世界陸地主要植被及生態(tài)系統(tǒng)的類型1.熱帶雨林 Tropic Rain Forest2. 亞熱帶常綠闊葉林 Subtropic Evergreen Broad-leaved Forest3. 溫帶落葉闊葉林 Temperate Deciduous Forest/ Summer Green Broad-leaved Forest 4. 北方針葉林 Boreal Forest5. 草原 Steppe(歐亞大陸草原）/Prairie（北美大陸草原）/Pampas（南

45、美草原）/Savanna（稀樹草原）/Meadow（草甸草原）6. 沙漠 Desert 7. 苔原/凍原 Tundra 141陽(yáng)山書屋c 1. 熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)（Tropic Rain Forest Ecosystem）142陽(yáng)山書屋c 1.熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng) （Tropic Rain Forest）（1）環(huán)境特征：高溫高濕 終年高溫多雨，年平均氣溫26以上，月平均溫度多高于20，溫度的日變幅2-9。 年降水25004500毫米，全年均勻分布，無(wú)明顯旱季。在中午降大雨，雨后很快天晴。常年多云霧，日照率低。 土壤風(fēng)化過(guò)程強(qiáng)烈，母巖崩解層深厚；土壤強(qiáng)烈淋溶，基性離子被沖走，留下三氧化物，被稱為硅紅壤

46、化過(guò)程。 土壤養(yǎng)分極為貧膺，而且是酸性的。 143陽(yáng)山書屋c （2）熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)種類組成：種類豐富多樣，植物多木本 據(jù)統(tǒng)計(jì)，組成熱帶雨林的高等植物在4萬(wàn)5千種以上，而且絕大部分是木本的。如馬來(lái)半島一地就有喬木9000種。在1.5公頃的樣地內(nèi)，喬木常達(dá)200種左右（圭那亞217種，尼日利亞192種）。這些喬木異常高大，常達(dá)46-55米，最高達(dá)92米，但胸徑并不太粗，樹干細(xì)長(zhǎng)，而且少會(huì)枝（23級(jí)）。 熱帶雨林中還富有藤本植物和附生植物。 成因： 環(huán)境優(yōu)越；熱帶陸地的古老性；自第三紀(jì)以來(lái)，這里的環(huán)境很少發(fā)生劇烈的變化。 144陽(yáng)山書屋c 動(dòng)物種類繁多，特化普遍，大型動(dòng)物多K對(duì)策 植被特點(diǎn)給

47、動(dòng)物提供了常年豐富的食物和多種多樣的隱避場(chǎng)所，地球上動(dòng)物種類最豐富的地區(qū)。(巴拿馬附近的一個(gè)小島上，面積不到0.5個(gè)平方千米，就有哺乳動(dòng)物58種！但每個(gè)種的個(gè)體數(shù)量少，捉100種動(dòng)物容易，但捉一個(gè)種的著100個(gè)個(gè)體卻很困難)。 長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，生態(tài)位分化并特化，大多數(shù)熱帶雨林動(dòng)物均為窄生態(tài)幅種類。 熱帶雨林的生境對(duì)昆蟲，兩棲類、爬蟲類等變溫動(dòng)物特別適宜，它們?cè)谶@里廣泛發(fā)展，而且體驅(qū)巨大， 大型動(dòng)物多K對(duì)策型。 （2）熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)145陽(yáng)山書屋c熱帶雨林生物多樣性及其豐富146陽(yáng)山書屋c 熱帶雨林群落外貌結(jié)構(gòu) 群落層次復(fù)雜而不明顯喬木一般可分三層，第一層高3040米以上，樹冠寬廣，有時(shí)

48、呈傘形，往往不連續(xù)；第二層一般20米以上，樹冠長(zhǎng)、寬相等；第三層10米以上，樹冠錐形而尖，生長(zhǎng)極密。再往下為幼樹及灌木層，最后為稀疏的草本層，地面裸露或有薄層落葉。 協(xié)同進(jìn)化：熱帶雨林中，生態(tài)位分化極為明顯。植物對(duì)群落環(huán)境的適應(yīng)，達(dá)到完善的程度，每一個(gè)種的存在，幾乎都以其他物種的存在為前提。 （2）熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)147陽(yáng)山書屋c 熱帶雨林群落外貌結(jié)構(gòu) 發(fā)達(dá)的層間植物寄生現(xiàn)象突出，藤本植物多木本，粗如繩索或電線桿，一般長(zhǎng)70米左右，有時(shí)達(dá)240米。其中大藤本可達(dá)第一喬木層或第二喬木層，主干不分枝，達(dá)天頂時(shí)則繁茂發(fā)育。小藤本多單子葉植物或蕨類，一般不超出樹冠蔭蔽的范圍。 空中花園附生植物生

49、長(zhǎng)在喬木、灌術(shù)或藤本植物的枝葉上，其組成從藻、菌、苔蘚、蕨類到高等有花植物均有。 絞殺植物有的植物開始附生在喬木上，并常殺死藉以支持的喬木，所以被稱為“絞殺植物”如無(wú)花果屬的一些種。（2）熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)148陽(yáng)山書屋c 熱帶雨林木本樹種的生物學(xué)特性 板狀根。第一層喬木最發(fā)達(dá)，第二層次之。每一樹干具110條，一般35條，高度可達(dá)地面上9米。 獨(dú)木成林 裸芽，喬木的葉子在大小、形狀上非常一致，全綠，革質(zhì)，中等大小。幼葉多下垂，彩色 老莖生花（結(jié)果）：在短枝上的葉芽或葉腋的潛伏芽形成，且多一年四季開花。 多昆蟲傳粉。 滴水葉尖。（2）熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)149陽(yáng)山書屋c150陽(yáng)山書屋c151陽(yáng)山書屋c152陽(yáng)山書屋c153陽(yáng)山書屋c 熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的季相特點(diǎn)：無(wú)明顯的季相交替 組成雨林的每一個(gè)植物種都終年進(jìn)行生長(zhǎng)活動(dòng)，但仍有其生命活動(dòng)節(jié)律。喬木葉子平均壽命1314個(gè)月，零星凋落，零星添新葉。多四季開花，但每個(gè)種都有一個(gè)多少明顯的盛花期。 （2）熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)154陽(yáng)山書屋c （3）熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的功能 熱帶雨林的物質(zhì)生產(chǎn) 熱帶雨林凈第一生產(chǎn)力的平均值為20噸/公頃.年，太陽(yáng)固定量為3.4107焦/米