生物圈與生態(tài)系統(tǒng)林學(xué)院

1、第六章第六章 生物圈與生態(tài)系統(tǒng)生物圈與生態(tài)系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 生物圈的組成及演化生物圈的組成及演化 第二節(jié)第二節(jié) 生物分布的控制因素生物分布的控制因素 第三節(jié)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 全球陸地主要生態(tài)系統(tǒng)全球陸地主要生態(tài)系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 生物分布的控制因素生物分布的控制因素 一一. 生物圈中生物的分布范圍生物圈中生物的分布范圍 大多數(shù)生物 生存的地方地球海拔9000米海拔6000米海洋地殼 生物圈：屬于地球的一部分，它包括海平面以下生物圈：屬于地球的一部分，它包括海平面以下11000米到最米到最高山高山9000米的范圍。但多數(shù)生命存在于海平面以下米的范圍。但多數(shù)生命存在于海平面以

2、下100到海平面到海平面 以上以上6000米之間。米之間。 Almost no sunlight 最佳區(qū)間無生命少量生命體非生命的環(huán)境對(duì)數(shù)量和規(guī)模的影響無生命少量生命體第六章第六章 生物圈與生態(tài)系統(tǒng)生物圈與生態(tài)系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 生物圈的組成及演化生物圈的組成及演化 第二節(jié)第二節(jié) 生物分布的控制因素生物分布的控制因素 第三節(jié)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 全球陸地主要生態(tài)系統(tǒng)全球陸地主要生態(tài)系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 一一. 生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)的組成 1. 什么是生態(tài)系統(tǒng)：是生物群落與其環(huán)境之間不斷進(jìn)行物質(zhì)環(huán)境和能量什么是生態(tài)系統(tǒng)：是生物群落與其環(huán)境之間不斷進(jìn)行物質(zhì)環(huán)境和能

3、量流動(dòng)形成的統(tǒng)一整體。生物群落及非生物環(huán)境共同組成的物質(zhì)流動(dòng)形成的統(tǒng)一整體。生物群落及非生物環(huán)境共同組成的物質(zhì)-能量系統(tǒng)。能量系統(tǒng)。（p160） 2. 生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)的組成 非生物物質(zhì)非生物物質(zhì) 水、土壤、大氣、光、水、土壤、大氣、光、 溫度、營養(yǎng)元素溫度、營養(yǎng)元素 生物群落生物群落 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 消費(fèi)者消費(fèi)者 分解者分解者3. 生物群落生物群落 從宏觀生物學(xué)的角度，可以將地球上的生物劃分成以下幾個(gè)層次：從宏觀生物學(xué)的角度，可以將地球上的生物劃分成以下幾個(gè)層次： 個(gè)體：指單個(gè)生物體，如一棵油松樹，一只狼。個(gè)體：指單個(gè)生物體，如一棵油松樹，一只狼。 種群：占據(jù)一定環(huán)境空間內(nèi)生物個(gè)體組合，

4、如一片油松，一群狼。種群：占據(jù)一定環(huán)境空間內(nèi)生物個(gè)體組合，如一片油松，一群狼。 群落：群落：在一定環(huán)境空間內(nèi)生物種群有規(guī)律的組合，它是由多個(gè)生物種通過彼此的相互聯(lián)系在一定環(huán)境空間內(nèi)生物種群有規(guī)律的組合，它是由多個(gè)生物種通過彼此的相互聯(lián)系與作用組成的生物群體，如由油松、混交林、林下灌草和生活在其中的昆蟲、鳥類與作用組成的生物群體，如由油松、混交林、林下灌草和生活在其中的昆蟲、鳥類及微生物等組成的生物群體。及微生物等組成的生物群體。 分類：生物群落是生態(tài)系統(tǒng)的核心，可以分為三大功能類群：生產(chǎn)者、消費(fèi)分類：生物群落是生態(tài)系統(tǒng)的核心，可以分為三大功能類群：生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。者和分解者。所有的綠色

5、植物所有的綠色植物 藍(lán)藻細(xì)菌藍(lán)藻細(xì)菌水中浮游植物水中浮游植物 1）藍(lán)綠藻）藍(lán)綠藻 2）甲藻）甲藻 3）綠藻，棕藻）綠藻，棕藻 4）硅藻）硅藻 生產(chǎn)者：生產(chǎn)者有機(jī)體是指綠色植物、藍(lán)藻、光化學(xué)生產(chǎn)者：生產(chǎn)者有機(jī)體是指綠色植物、藍(lán)藻、光化學(xué)合成細(xì)菌。它們能進(jìn)行光合作用，利用太陽能把從周圍環(huán)合成細(xì)菌。它們能進(jìn)行光合作用，利用太陽能把從周圍環(huán)境中攝取的無機(jī)物質(zhì)合成為有機(jī)化合物，是自養(yǎng)的。境中攝取的無機(jī)物質(zhì)合成為有機(jī)化合物，是自養(yǎng)的。（p162）第一級(jí)：僅吃植物第一級(jí)：僅吃植物稱為食草動(dòng)物稱為食草動(dòng)物第二級(jí)：吃第一級(jí)第二級(jí)：吃第一級(jí)消費(fèi)者消費(fèi)者第三級(jí)：吃第二級(jí)第三級(jí)：吃第二級(jí)消費(fèi)者消費(fèi)者第四級(jí)：吃第三級(jí)第

6、四級(jí)：吃第三級(jí)消費(fèi)者，等等消費(fèi)者，等等一個(gè)動(dòng)物可能是一、二、三、四級(jí)消費(fèi)者一個(gè)動(dòng)物可能是一、二、三、四級(jí)消費(fèi)者 消費(fèi)者：消費(fèi)者有機(jī)體是指動(dòng)物，動(dòng)物是利用生產(chǎn)者所制造消費(fèi)者：消費(fèi)者有機(jī)體是指動(dòng)物，動(dòng)物是利用生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì)取得營養(yǎng)物質(zhì)和能量的，所以是異養(yǎng)的消費(fèi)者。的有機(jī)物質(zhì)取得營養(yǎng)物質(zhì)和能量的，所以是異養(yǎng)的消費(fèi)者。（p162） 細(xì)菌：沒有葉綠素的單細(xì)胞微細(xì)菌：沒有葉綠素的單細(xì)胞微 生物，只可以生物，只可以 顯微鏡下觀察到。顯微鏡下觀察到。 真菌：包括真菌：包括 霉，霉菌，蘑菇，銹菌霉，霉菌，蘑菇，銹菌 等，沒有葉等，沒有葉 綠素，真根，莖或葉，綠素，真根，莖或葉， 根據(jù)孢子分類。也包含小的

7、多細(xì)胞根據(jù)孢子分類。也包含小的多細(xì)胞 有機(jī)體如蚯蚓。有機(jī)體如蚯蚓。 分解者：主要指分解有機(jī)化合物的細(xì)菌、真菌等異養(yǎng)生物。分解者：主要指分解有機(jī)化合物的細(xì)菌、真菌等異養(yǎng)生物。 它們把動(dòng)物的尸體及植物的枯枝落葉的，復(fù)雜有機(jī)物分解成簡單它們把動(dòng)物的尸體及植物的枯枝落葉的，復(fù)雜有機(jī)物分解成簡單 的無機(jī)物釋放返回到環(huán)境中，再被綠色植物作為養(yǎng)分吸收，而它的無機(jī)物釋放返回到環(huán)境中，再被綠色植物作為養(yǎng)分吸收，而它 們從中獲取營養(yǎng)物質(zhì)和能量。們從中獲取營養(yǎng)物質(zhì)和能量。（p162）二二. 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1. 食物鏈：在生態(tài)系統(tǒng)中，由食性關(guān)系建立起來的各生物之間的營養(yǎng)聯(lián)系，食物鏈：在生態(tài)系統(tǒng)中，由食

8、性關(guān)系建立起來的各生物之間的營養(yǎng)聯(lián)系，就稱為食物鏈（就稱為食物鏈（p163） 2. 營養(yǎng)級(jí)：食物鏈上的每一個(gè)環(huán)節(jié)稱做營養(yǎng)級(jí)，營養(yǎng)級(jí)：食物鏈上的每一個(gè)環(huán)節(jié)稱做營養(yǎng)級(jí)，一個(gè)營養(yǎng)級(jí)是食物鏈某一環(huán)節(jié)上所有生物種數(shù)總和。（一個(gè)營養(yǎng)級(jí)是食物鏈某一環(huán)節(jié)上所有生物種數(shù)總和。（p163） 3. 食物網(wǎng)：食物網(wǎng)：在自然界每一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)都存在有許多食物鏈。并且許多動(dòng)物在不同食物鏈在自然界每一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)都存在有許多食物鏈。并且許多動(dòng)物在不同食物鏈上占據(jù)不同的位置，因而系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)食物鏈彼此交織、錯(cuò)綜聯(lián)結(jié)成更加復(fù)雜的上占據(jù)不同的位置，因而系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)食物鏈彼此交織、錯(cuò)綜聯(lián)結(jié)成更加復(fù)雜的食物網(wǎng)。（食物網(wǎng)。（p163） 4

9、. 生物放大作用：污染物通過食物鏈產(chǎn)生逐級(jí)富集的生物放大作用：污染物通過食物鏈產(chǎn)生逐級(jí)富集的現(xiàn)象，即生物放大作用。營養(yǎng)級(jí)越高的生物體內(nèi)所含有的污染物的數(shù)量或濃度現(xiàn)象，即生物放大作用。營養(yǎng)級(jí)越高的生物體內(nèi)所含有的污染物的數(shù)量或濃度越大。越大。 （p163-164）三. 生態(tài)系統(tǒng)功能生態(tài)系統(tǒng)功能 （一）生物生產(chǎn)（一）生物生產(chǎn) 1. 生物生產(chǎn)：生物生產(chǎn)： 生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)是指生物有機(jī)體在能量和生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)是指生物有機(jī)體在能量和物質(zhì)代謝過程中，將能量、物質(zhì)重新組合，形成新的產(chǎn)物（碳水物質(zhì)代謝過程中，將能量、物質(zhì)重新組合，形成新的產(chǎn)物（碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等）的過程?；衔铩⒅?、蛋白質(zhì)等）

10、的過程。 它包括植物性生產(chǎn)（初級(jí)生產(chǎn)）和動(dòng)物性生產(chǎn)（次級(jí)生產(chǎn)）。它包括植物性生產(chǎn)（初級(jí)生產(chǎn)）和動(dòng)物性生產(chǎn)（次級(jí)生產(chǎn)）。 2. 凈初級(jí)生產(chǎn)率：指植物在地表單位面積和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)光凈初級(jí)生產(chǎn)率：指植物在地表單位面積和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)光合作用生產(chǎn)的有機(jī)物的速率減去植物呼吸作用和代謝作用的速率。合作用生產(chǎn)的有機(jī)物的速率減去植物呼吸作用和代謝作用的速率。（164） 3. 生物生產(chǎn)及其應(yīng)用生物生產(chǎn)及其應(yīng)用 （1）提高太陽能的利用率）提高太陽能的利用率 （2）植物生長不同時(shí)段生產(chǎn)率和呼吸率的差異）植物生長不同時(shí)段生產(chǎn)率和呼吸率的差異 （3）海洋和陸地的初級(jí)生產(chǎn)率和次級(jí)生產(chǎn)率差異）海洋和陸地的初級(jí)生產(chǎn)率和次級(jí)生產(chǎn)

11、率差異 （二）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)（二）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)（p165） 生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流和能量流的量變化生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流和能量流的量變化二級(jí)消費(fèi)者一級(jí)消費(fèi)者生產(chǎn)者物質(zhì) 能量（三）生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)（三）生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 空氣中 的CO2動(dòng)物體 內(nèi)的C 化石燃 料中的C 植物體 內(nèi)的C 生物死亡 燃燒腐爛光合作用呼吸作用呼吸作用生態(tài)系統(tǒng)中碳的循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中碳的循環(huán)(四四)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞反饋生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞反饋簡單的反饋環(huán)簡單的反饋環(huán)反饋系統(tǒng)探測輸出輸入 任何系統(tǒng)反饋四四. 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性-生態(tài)平衡生態(tài)平衡 概念概念 生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量的輸

12、入與輸出是趨生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段，這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量的輸入與輸出是趨于平衡，它的結(jié)構(gòu)和功能能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢于平衡，它的結(jié)構(gòu)和功能能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力，叫做生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（或生態(tài)平復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)穩(wěn)定的能力，叫做生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（或生態(tài)平衡）。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力和恢復(fù)力。衡）。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力和恢復(fù)力。 生態(tài)平衡失調(diào)：當(dāng)外界壓力很大，使得系統(tǒng)生態(tài)平衡失調(diào)：當(dāng)外界壓力很大，使得系統(tǒng)的變化超過了自我調(diào)節(jié)能力的限度時(shí)，它的自我的變化超過了自我調(diào)節(jié)能力的限度時(shí)，它的自我調(diào)節(jié)能力下降，以至消失。此時(shí)，

13、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被破調(diào)節(jié)能力下降，以至消失。此時(shí)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被破壞，功能受阻，以至整個(gè)系統(tǒng)受到傷害甚至崩潰，壞，功能受阻，以至整個(gè)系統(tǒng)受到傷害甚至崩潰，此即通常所說的生態(tài)平衡失調(diào)。破壞生態(tài)平衡的此即通常所說的生態(tài)平衡失調(diào)。破壞生態(tài)平衡的因素有自然因素和人為因素因素有自然因素和人為因素 自然因素如水災(zāi)、旱災(zāi)、地震、臺(tái)風(fēng)、山崩、海嘯等自然因素如水災(zāi)、旱災(zāi)、地震、臺(tái)風(fēng)、山崩、海嘯等。人為因素主要有以下三方面：人為因素主要有以下三方面： （1）使環(huán)境因素發(fā)生改變。）使環(huán)境因素發(fā)生改變。 濫砍森林濫砍森林溫室氣體排放溫室氣體排放鳳眼蓮原產(chǎn)南美，1901年作為花卉引入中國，上世紀(jì)五六十年代曾作為豬飼料水葫蘆推廣，此

14、后大量逸生。 1 福壽螺卵。福壽螺卵。這種原產(chǎn)于南美的動(dòng)物在江浙一帶吞噬了萬畝良田。 （2）使生物種類發(fā)生改變。）使生物種類發(fā)生改變。 （3）對(duì)生物信息系統(tǒng)的破壞）對(duì)生物信息系統(tǒng)的破壞。 五五. 生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)的功能 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（Ecosystem Services）是指人類直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)得）是指人類直接或間接從生態(tài)系統(tǒng)得到的利益。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可以劃分為生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和生命系統(tǒng)支持功能。到的利益。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)可以劃分為生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和生命系統(tǒng)支持功能。 第六章第六章 生物圈與生態(tài)系統(tǒng)生物圈與生態(tài)系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 生物圈的組成及演化生物圈的組成及演化 第二節(jié)第二節(jié) 生

15、物分布的控制因素生物分布的控制因素 第三節(jié)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 第四節(jié)第四節(jié) 全球陸地主要生態(tài)系統(tǒng)全球陸地主要生態(tài)系統(tǒng)大氣圈生物吸收有機(jī)物質(zhì)礦化生物吸收土壤（可利用）礦物形成風(fēng)化土壤和巖石礦物（交換緩慢）塵粒與無機(jī)氣體雨與 灰塵來自生物圈進(jìn)入生物圈水流 總生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)總生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán) 凍土生態(tài)系統(tǒng)極地冰蓋 生態(tài)系統(tǒng)寒溫帶針葉林溫帶草地小灌木密林溫帶森林赤道雨林沙漠高山區(qū)一一. 全球陸地主要生態(tài)系統(tǒng)全球陸地主要生態(tài)系統(tǒng)赤道雨林熱帶大草原（一）苔原生物群落（一）苔原生物群落 （Tundra）（二）（二） 寒溫帶針葉林生物群落寒溫帶針葉林生物群落 （Taiga Biome） （三）溫帶森林生物群落（三）溫帶森林生物群落 Tempera