環(huán)境概論第講世界與中國(guó)主要生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)秀公開課

環(huán)境概論

IntroductiontoEnvironment第3講MajorEcosystemsoftheWorldandChina世界與中國(guó)主要生態(tài)系統(tǒng)OutlineEarth’sMajorBiomes地球主要生物群落區(qū)AquaticEcosystems水生生態(tài)系統(tǒng)FreshwaterEcosystems淡水生態(tài)系統(tǒng)EstuariesEcosystems河口生態(tài)系統(tǒng)MarineEcosystems海洋生態(tài)系統(tǒng)InteractionofLifeZones生命區(qū)相互作用

Earth’sMajorBiomesAbiomeisalarge,relativelydistinctterrestrialregioncharacterizedbysimilarclimate,soil,plants,andanimals,regardlessofwhereitoccursintheworld.生物群落區(qū)是面積大、具有相對(duì)明顯特征的陸地區(qū)域，無論在世界何方，同類生物群區(qū)具有類似的氣候、土壤與動(dòng)植物。Becauseitissolargeinarea,abiomeencompassesmanyinteractingecosystems.Interrestrialecology,abiomeisconsideredthenextlevelofecologicalorganizationabovethoseofcommunity,ecosystem,andlandscape.赤道溫度與降雨世界陸地生態(tài)系統(tǒng)分布的基本規(guī)律

1，植被分布的緯向地帶性與經(jīng)向地帶性

地帶性植被

緯向地帶性

經(jīng)向地帶性

2，世界植被水平分布的一般規(guī)律性

在南半球沒有和北半球相對(duì)應(yīng)的北方針葉林及苔原帶。

生物群落帶大致與緯線平行。

在北緯40°和南緯40°之間由于信風(fēng)的影響，使得西側(cè)為干旱區(qū)域，東側(cè)為濕潤(rùn)的森林區(qū)域。

在亞熱帶，荒漠伸展到海岸，而在南半球，它們只限于沿海地區(qū)。

西風(fēng)帶東南信風(fēng)極地東風(fēng)帶經(jīng)向變化規(guī)律：東歐平原表現(xiàn)最為清楚。植被自西北至東南，依次為：凍原→森林凍原→泰加林→針闊葉混交林→落葉闊葉林→森林草原→草原→荒漠。北美洲植被的經(jīng)向變化也表現(xiàn)的非常明顯。

從東向西，植被依次更替為森林→草原→荒漠→森林。植被的經(jīng)度地帶性規(guī)律：VerticalZonation垂直分區(qū):TheDistributionofVegetationonMountains山區(qū)植被分布HikingupamountainissimilartotravellingtowardtheNorthpolewithrespecttothemajorecosystemsencountered.Thiselevation-latitudesimilarityoccursbecauseasoneclimbsamountain,thetemperaturedropsjustasitdoeswhenonetravelsnorth.Thetypesoforganismslivingonthemountainchangesasthetemperaturechanges.植被種類隨溫度變化，與隨高度變化類似海拔緯度生態(tài)系統(tǒng)隨著海拔的升高而不同植被分布的垂直地帶性

植被垂直帶性：植被帶大致與山坡等高線平行，并且具有一定的垂直厚（寬）度。植被垂直帶譜（結(jié)構(gòu)）：山地植被垂直帶的組合排列和更迭順序形成一定的體系。例如：長(zhǎng)白山植被垂直帶結(jié)構(gòu)自下而上依次為：落葉闊葉林→針闊葉混交林→寒溫性常綠針葉林→矮曲林→高山凍原。

大陸型的垂直帶譜，每一個(gè)帶所處的海拔高度，比海洋型同一植被帶的高度要高些，而且垂直帶的厚度變小。從低緯度的山地到高緯度的山地，構(gòu)成垂直帶譜的帶的數(shù)量逐漸減少，同一個(gè)垂直帶的海拔高度逐漸降低，到凍原帶，山地植被和平地植被同屬于一個(gè)類型。

Biome1:Tundra苔原、凍原

ColdBoggyplains（沼澤平原）oftheFarNorth

Tundra:AtreelessareabetweentheicecapandthetreelineofArcticregions,havingapermanentlyfrozensubsoilandsupportinglow-growingvegetationsuchaslichens,mosses,andstuntedshrubs.苔原：北極地區(qū)冰蓋和喬本植被線之間的無樹地區(qū)，有永凍底土，并支撐低的植物，如苔蘚、地衣和發(fā)育不全的灌木凍原植被的特點(diǎn)：凍原的環(huán)境特點(diǎn)：

冬季漫長(zhǎng)而寒冷，有6個(gè)月見不到太陽；夏季短促而涼爽，最熱月平均氣溫為0～10℃，植物生長(zhǎng)僅2～3個(gè)月。年平均溫度在0℃以下，年降水量不多。

凍原土壤的永凍層是凍原生態(tài)系統(tǒng)最為獨(dú)特的一個(gè)現(xiàn)象。凍土層上部是冬凍夏融的活動(dòng)層，活動(dòng)層對(duì)生物的活動(dòng)和土壤的形成具有重要的意義。

植被種類組成簡(jiǎn)單

植物群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

植物極其耐寒

通常全為多年生植物，沒有一年生植物

動(dòng)物的種類也很少凍原的類型:隨著從南到北氣候條件的差異，凍原又分為四個(gè)亞帶：

森林凍原亞帶

灌木凍原亞帶

蘚類地衣亞帶

北極凍原亞帶

青藏高原的高寒植被

青藏高原面積遼闊，跨有約12個(gè)緯度和24個(gè)經(jīng)度。地處亞熱帶和溫帶，四周為迥然不同的自然環(huán)境所圍繞，其平均海拔高度在4500米以上。

青藏高原植被在生態(tài)和植被外貌方面與一般的山地植被相比有以下特點(diǎn)：

熱量豐富，植被分布界限高

大陸性強(qiáng)，植被的旱生性顯著

植被帶寬廣

高原上的山地植被垂直帶明顯

青藏高原植被分布大致由東南向西北，隨著地勢(shì)逐漸升高，依次分布著山地森林（常綠闊葉林、寒溫性針葉林）帶→高寒灌叢、高寒草甸帶→高寒草原帶（海拔較低的谷地為溫性草原）→高寒荒漠帶（海拔較低的干旱寬谷和谷坡為溫性山地荒漠）。

青藏高原上的這種植被帶狀更迭規(guī)律是水平地帶性與垂直帶性相結(jié)合的結(jié)果，是具有平面形式的植被垂直帶。這樣的植被帶被稱為高原地帶性。

Biome2:Taiga泰加群落、針葉樹林地帶

EvergreenForestsoftheNorthTaiga:Asubarctic,evergreenconiferousforestofnorthernEurasialocatedjustsouthofthetundraanddominatedbyfirsandspruces.泰加群落,西伯利亞針葉林：歐亞大陸北部?jī)鐾恋貛б阅系膩喓畮С＞G針葉林，主要樹種為杉樹和柏樹北方針葉林Borealforest針葉林是指以針葉樹為建群種所組成的各種森林群落的總稱。北方針葉林就是指寒溫帶針葉林，它是寒溫帶的地帶性植被。寒溫帶針葉林主要分布在歐洲大陸北部和北美洲。北方針葉林特點(diǎn)：

夏季溫涼、冬季嚴(yán)寒。

外貌十分獨(dú)特。

群落結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。Biome3:TemperateRainForest溫帶雨林

LushTemperateForests主要分布:美國(guó)華盛頓州的奧林匹克半島和阿拉斯加的東南部;加拿大溫哥華島的西海岸；智利;澳大利亞;Biome4:TemperateDeciduousForest溫帶落葉林

Broad-leavedTreesShedTheirLeaves夏綠闊葉林

Summergreenbroad-leavedforest

由夏季長(zhǎng)葉冬季落葉的喬木組成的森林稱為夏綠闊葉林或落葉闊葉林。它是在溫帶海洋性氣候條件下形成的地帶性植被。

夏綠闊葉林主要分布在西歐，并向東伸延到前蘇聯(lián)歐洲部分的東部。在我國(guó)主要分布在東北和華北地區(qū)。日本北部、朝鮮、北美洲的東部和南美洲的一些地區(qū)也有分布。

夏綠闊葉林主要由楊柳科、樺木科、殼斗科等科的喬木植物組成。

特點(diǎn)：

季相變化十分顯著。

群落結(jié)構(gòu)較為清晰。

夏綠闊葉林的喬木大多是風(fēng)媒花植物。

林中藤本植物不發(fā)達(dá)。

水果品質(zhì)很好(白梨、沙梨、秋子梨、西洋梨)Biome5:Grasslands草原

TemperateSeasofGrass

草原steppe

草原是由耐寒的旱生多年生草本植物為主（有時(shí)為旱生小半灌木）組成的植物群落。它是溫帶地區(qū)的一種地帶性植被類型。

草原在地球上占據(jù)著一定的區(qū)域。各大洲都有分布。占陸地總面積的1/6。草原群落的特點(diǎn)：

生活型多樣(生活型指不同種類的植物對(duì)相似環(huán)境的趨同適應(yīng)而在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、尤其是外貌上所反映出來的植物類型)

草原植物的旱生結(jié)構(gòu)明顯

草原群落的季相變化明顯

草原動(dòng)物區(qū)系十分豐富中國(guó)草原群落的特點(diǎn)：

歐亞草原區(qū)的一部分

具有山地草原

我國(guó)草原可分為4個(gè)類型：草甸草原、典型草原、荒漠草原和高寒草原。植被的經(jīng)度地帶性規(guī)律：Biome6:Chaparral沙巴拉、濃密灌木地

ThicketsofEvergreenShrubsandSmallTrees

Chaparral:Abiomecharacterizedbyhot,drysummersandcool,moistwintersanddominatedbyadensegrowthofmostlysmall-leavedevergreenshrubs,asthatfoundinthefoothillsofCalifornia.沙巴拉群落：由主要為小葉常綠密生的灌木組成的生物群落，夏季干旱炎熱，冬季涼爽濕潤(rùn)，如存在于加利福尼亞州山麓小丘的一個(gè)生物群落Biome7:Deserts荒漠

AridLifeZones

荒漠(Desert)

荒漠植被是指超旱生半喬木、半灌木、小半灌木和灌木占優(yōu)勢(shì)的稀疏植被?；哪脖恢饕植荚趤啛釒Ш蜏貛У母珊档貐^(qū)。

荒漠植被的特點(diǎn)：

植被十分稀疏

植物種類非常貧乏

植物的生態(tài)——生物型或生活型多種多樣

植物具有明顯的旱生結(jié)構(gòu)

荒漠動(dòng)物群落主要是爬行類、嚙齒類、鳥類以及蝗蟲等

荒漠生物群落的初級(jí)生產(chǎn)力非常低，低于0.5g/m2.a

物質(zhì)循環(huán)的速率很低

我國(guó)荒漠植被按其植物的生活型劃分，可分為3個(gè)荒漠植被亞型：

小喬木荒漠、灌木荒漠和半灌木、小半灌木荒漠。Biome8:Savanna薩瓦納

TropicalGrasslands熱帶(或亞熱帶)稀樹大草原

非洲撒哈拉南部（非洲內(nèi)陸北部地區(qū)以及蘇丹南部地區(qū)）；尼日利亞大部分地區(qū)，扎伊爾東北部，烏干達(dá)北部地區(qū)，肯尼亞西部地區(qū)，馬拉維部分地區(qū)，坦桑尼亞部分地區(qū)，津巴布韋，莫桑比克，以及馬達(dá)加斯加西部地區(qū)Biome9:TropicalRainForest熱帶雨林

LushEquatorialForests

熱帶雨林(tropicalrainforest)（1）概念與分布主要分布在中、南美洲亞馬遜河流域、非洲剛果盆地、南亞等地區(qū)。中國(guó)云南、臺(tái)灣、海南及澳大利亞局部地區(qū)也有分布。（2）熱帶雨林的特點(diǎn)

種類組成特別豐富

群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，樹冠不齊，分層不明顯

藤本植物及附生植物極豐富

常具板狀根和支柱根

莖花現(xiàn)象很常見

寄生植物很普遍

熱帶雨林的植物終年生長(zhǎng)發(fā)育

動(dòng)物種類極其豐富（3）世界熱帶雨林的三大群系類型

印度馬來雨林群系

此群系包括亞洲和大洋洲所有的熱帶雨林。其特點(diǎn)是以龍腦香科為優(yōu)勢(shì)，缺乏具有美麗大型花的植物和特別高大的棕櫚科植物，但具有高大的木本真蕨八字沙欏屬(Alsophila)以及著名的白藤屬(Calamus)和蘭科附生植物。

非洲雨林群系

非洲雨林群系主要分布在剛果盆地，面積約為60萬平方公里。

非洲雨林的種類雖然比較貧乏，但有大量的特有種。其中棕櫚科植物尤其引人注意，如棕櫚、油椰子等，咖啡屬種類很多(全世界具有35種，非洲占20種)。然而在西非卻以楝科為優(yōu)勢(shì)，豆科植物也占有一定的優(yōu)勢(shì)。

美洲雨林群系

該群系以亞馬遜河河流為中心，為300萬平方公里以上。

豆科植物是優(yōu)勢(shì)科，藤本植物和附生植物特別多，鳳梨科、仙人掌科、天南星科和棕櫚科植物也十分豐富。我國(guó)的熱帶雨林

臺(tái)灣省南部海南島云南南部河口和西雙版納西藏自治區(qū)墨脫縣境內(nèi)（這是世界熱帶雨林分布的最北邊界）

雨林以桑科的見血封喉(Antiaristoxicaria)、大青樹(Ficusaltissima)

馬椰果(Ficusglomerata)、菠蘿蜜(Artocarpusspp.)，無患子科的番龍眼以及番茄枝科、肉豆蔻科、橄欖科和棕櫚科的一些植物等。

世界雨林分布的最北邊緣（西藏自治區(qū)墨脫縣境內(nèi)）。

附生與寄生植物較少。

龍腦香科的種類和個(gè)體數(shù)量不如東南亞典型雨林多。

小型葉的比例較大。

表現(xiàn)出一定程度上的季節(jié)變化。AquaticEcosystems水生生態(tài)系統(tǒng)

(一)水生生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境特點(diǎn)水的密度大于空氣，許多小型生物如浮游生物可以懸浮在水中，借助水的浮力渡過它們的一生。水的密度大還決定了水生生物在構(gòu)造上的許多特點(diǎn)。水的比熱較大，導(dǎo)熱率低，因此水溫的升降變化比較緩慢，溫度相對(duì)穩(wěn)定。(二)水生生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)水生生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者在其生態(tài)特征上與陸地差別很大，除一部分水生高等植物外，各類水域的生產(chǎn)者主要是體型微小但數(shù)量驚人的浮游植物。這類生產(chǎn)者的特征是代謝率高、繁殖速度快，種群更新周期短，能量的大部分用于新個(gè)體的繁殖。生物圈中最大的生態(tài)系統(tǒng)是海洋，固定的能量占生物圈各類生態(tài)系統(tǒng)總量的33％左右，但生產(chǎn)者的個(gè)體小，壽命短，其生物量還不及陸地森林生態(tài)系統(tǒng)的1／500，總量也只有3．3×109t。消費(fèi)者層次的組成狀況在淡水和海洋兩類生態(tài)系統(tǒng)中的差別較大。在淡水水域，消費(fèi)者一般是體型較小、生物學(xué)分類地位較低的變溫動(dòng)物，新陳代謝過程中所需熱量比常溫動(dòng)物少，熱能代謝受外界環(huán)境變化的影響較大。(三)水生生態(tài)系統(tǒng)的功能特點(diǎn)與陸生生態(tài)系統(tǒng)相比，水生生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)者對(duì)光能的利用率比較低。據(jù)奧德姆對(duì)佛羅里達(dá)中部某銀泉的能流研究，太陽總有效能中75.9％不能為初級(jí)生產(chǎn)者所利用，22.88％呈不穩(wěn)定狀態(tài)，實(shí)際用于總生產(chǎn)力的有效太陽能僅1.22%，除去生產(chǎn)者自身呼吸消耗的0.7％，初級(jí)生產(chǎn)者凈生產(chǎn)力所利用的光能只有0.52％。Aquaticecosystemscontainthreemainecologicalcategoriesoforganisms:free-floatingplantkton浮游生物,stronglyswimmingnekton自游動(dòng)物,andbottom-dwellingbenthos底棲動(dòng)物.FreshwaterEcosystems淡水生態(tài)系統(tǒng)Freshwatersystemsincluderiversandstreams(flowing-waterecosystems),lakesandponds(standing-waterecosystems),andmarshes(沼澤)andswamps(濕地)(freshwaterwetlands).Specificabiotic(非生物)conditionsandcharacteristicorganismsdistinguisheachfreshwaterecosystem.Althoughfreshwaterecosystemsoccupyarelativelysmallportion(about2%)ofEarth’ssurface,theyhaveanimportantroleinthehydrologiccycle:Theyassistinrecyclingprecipitationthatflowsassurfacerunofftotheocean.Largebodiesoffreshwateralsohelpmoderatedailyandseasonaltemperaturefluctuationsonnearbyland.Freshwaterhabitatsalsoprovidehomesforlargenumbersofspecies.淡水生態(tài)系統(tǒng)的類型及其分布淡水群落一般分為流水和靜水兩大群落類型。組成我國(guó)淡水（湖泊、河流）植被的高等植物總數(shù)在50種以上。南方和北方有許多種類是共同的，但總的說來，南方的種類較多，區(qū)系比較豐富。如：蓖葉眼子菜、線葉眼子菜、水竹葉、眼子菜、穿葉眼子菜、苦草、細(xì)葉水毛茛、金魚藻、浮萍、紫萍、水蕨、水車前、滿江紅、菱等等。RiversandStreams:Flowing-WaterSystemsManydifferentconditionsexistalongthelengthofariverorstream.Thenatureofaflowing-waterecosystemchangesgreatlybetweenitssource(whereitbegins)anditsmouth(whereitemptiesintoanotherbodyofwater).Headwaterstreams(thesmallstreamsthatarethesourcesofariver)areusuallyshallow,cold,swiftlyflowing,andthereforehighlyoxygenated

(溶解氧含量高).Incontrast,riversdownstreamfromtheheadwatersarewideranddeeper,cloudy(theycontainsuspendedparticulates),notascold,slowerflowing,andthereforelessoxygenated.Alongpartsofariverorstream,groundwater(地下水)wellsupthroughsedimentsonthebottom;thislocalinputofwatermoderatesthewatertemperaturesothatsummertemperaturesarecoolerandwintertemperaturesarewarmerthaninadjacentpartsoftheflowing-waterecosystem.湍流支流河漫灘三角洲鹽沼LakesandPonds湖泊與池塘

Standing-WaterEcosystems靜水生態(tài)系統(tǒng)Standing-waterecosystemsarecharacterizedbyzonation.Alargelakehasthreezones:thelittoral,limneticandprofundal