6基础生态学 全套PPT课件
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高级生产力的测定和估计十分困难 地球上初级生产力的分布不均匀
– 陆地>水域 – 低纬>高纬 – 河口湾→大陆架→远洋减少
全球初级生产力可划分为三个等级
影响净初级生产力的主要因子
阳光 水 营养元素 植物类型 种间关系 胁迫（包括污染）等
全球生命系统的能量流动
是从太阳能以光的形式进入地球开始， 直至这些能量以热的形式从地球耗散出 去的过程
内层大气圈的主要成份
– N2、O2、CO2 – 微量和痕量气体 – 水汽、粉尘 – 其它气态化学物质等
大气流动
–风 – 大气环流
土壤圈
半生命物质，很薄（比生物圈薄） 化学成分最复杂，生物成分也十分复杂 不同地方土壤理化性状差异大
– 土壤质地 – 土壤水分 – 土壤空气 – 土壤酸碱度 – 土壤矿质元素
全球生命系统的结构
全球系统组分、环境和关系
从生物圈到全球生命系统
生物圈（biosphere）
– 活跃生物圈 – 泛生物圈 – 副生物圈
智慧圈（noosphere） 全球生命系统（Global life system）
全球生命系统的4个基本方面
横向关系——全球生命系统各组分构成的生
物多样性与复杂性
亿种 生态学家提出5界系统
地球上生态系统分布的地带性
生态系统分布的三向地带性 水平地带性
– 经度地带性——热量为主导因子 – 纬度地带性——水分为主导因子
垂直地带性——温度和水分，与水平地带谱
对应 – 山体的植被带
全球主要自然生态系统的分布
森林生态系统 草原生态系统 荒漠生态系统 苔原生态系统 湿地生态系统 淡水生态系统 海洋生态系统 一些特殊的生态系统
自然界也有污染
–汞 –镉
Βιβλιοθήκη Baidu
全球生命系统的生物组分
全球系统组分——生态系统的多样性
– 自然生态系统
水生生态系统 陆生生态系统 水陆交界生态系统
– 人工生态系统
农业生态系统 城市生态系统
陆生生态系统以植物群落为主体结构——植 物群落的多样性
植被类型的多样性
全球仍没有统一的分类系统 全球认同的主要类型
光照 能量（温度） 水圈 内层大气圈 土壤圈 气候 有毒有害物质
全球系统的非生物组分——光照
进入大气层后太阳光强与光质的变化 温室效应和温室气体 阳伞效应 地球表面日照时间的差异 地球表面辐射热量平衡
– 地面辐射 – 大气逆辐射 – 地面有效辐射
全球系统的非生物组分 ——能量（温度）
生物地球化学循环＝生物循环＋地球化学 循环＋生物搬运
物质循环可分三类
– 水循环 – 气体型循环 – 沉积型循环
全球水循环
尽管海洋面积（水面占地球表面70%以上） 和水量占绝对优势，但其在全球系统中所起 的作用并不大
生物（特别是植被）在水循环中有巨大作用 淡水的量很少 水的主要循环路线
– 大循环与小循环
大气环流
赤道与极地间的热量传输 海陆间的热量传输
洋流
洋流分布与地面风向很相似
暖流 冷流 涌流 洋流的热量输送及对气温有很大的影响
–洋流与低高纬度间的热量传输 –洋流与东西岸的气温差异 –热带与副热带大陆东西岸气温的差异
生物地球化学循环
在全球性地质大循环和地球化学背景上， 由生物活动驱动的物质循环称为生物地球 化学循环
纵向关系——等级层次结构中各级系统的关
系
生态时间尺度的关系——各组分及子系统间
的生态作用和反作用
进化时间尺度的历史关系——系统的发育
和演化
全球生命系统的环境
物质环境
– 外层大气圈 – 下层岩石圈 – 太空——基本元素、大量元素和微量元素
能量环境
– 太阳 – 宇宙辐射
信息环境
全球生命系统的非生物组分
– 红树林、珊瑚礁、马尾藻海
全球系统中物种区系及多样性格局
物种区系分布 多样性梯度
– 多样性梯度的三向
全球生命系统中各组分间的关联——生态
复杂性的构成 – 生态系统间的关联 – 全球尺度的种间关系
全球生命系统的生态学过程和功能
I
全球生命系统的生物生产
通过地球上植物的光合作用，每年大约 能生产1014t的有机物质
人类干扰严重
N循环
最完全的循环 人类干扰严重
全球营养物质的沉积型循环
贮存库是岩石圈和土壤圈
– 森林生态系统 – 草原生态系统 – 荒漠生态系统 – 冻原生态系统 – 湿地生态系统
中国植物群落分类原则、系统和单位
基本单位与辅助单位 植被型 群系 群丛
全球生命系统中物种的多样性
物种是生命存在的基本单位 物种问题是全球性的、也是区域性的 全球有3 000～5 000万，甚至8 000万～1
由于人类对水资源的大量需要，自然水循环 已经受到影响或明显改变
全球营养物质的气体型循环
储存库是大气和海洋，它把大气和海洋 紧密相联，具有明显的全球性，流动速 度快, 完全
– 碳循环 – N循环
气体型循环容易在大范围内受到人类干 扰
碳循环
源-库-流 循环路线
– 1. 大气-植物-动物-分解-返回大气 – 2. 大气圈-水圈 – 3. 大气圈-岩石圈-水圈
全球生命系统的综合物理特性——气候
气候及其尺度
– 水分和热量——气候的两个最主要特征
湿润度——水分和热量的组合
– 生物气候图
气候的空间变化 气候的时间变化
– 中近期 – 长期
新组分——人造有毒有害物质
某处的东西过多就是污染 人类新生产大量的原来没有的物质
– 杀虫剂 – 化肥 – 放射性物质
时间变化
– 周期性变化与非周期性变化
空间变化
– 水平
纬度——中生代（2亿年前）地球纬度差异很小 经度
– 垂直
全球范围内是平衡的
全球系统的非生物组分——水圈
地球表面71%的面积为海洋所覆盖 淡水很少，可利用的淡水更少 地球表面降水量分布极不均匀 大气中的水也属于水圈范畴
全球系统的非生物组分——内层大气圈
能量在全球系统中流动，并会存留、转 化其中的一部分，大部分从系统中散失 出去
能量在全球生命系统中的流动
大气环流 洋流
– 涌流使上下层水交换 – 洋流的热量输送 – 洋流对气候的影响很大
温度 降水
能量在全球生命系统中的流动
降水对能量流动的影响 动物迁移引起的能量转移 人类活动引起的能量转移
– 陆地>水域 – 低纬>高纬 – 河口湾→大陆架→远洋减少
全球初级生产力可划分为三个等级
影响净初级生产力的主要因子
阳光 水 营养元素 植物类型 种间关系 胁迫（包括污染）等
全球生命系统的能量流动
是从太阳能以光的形式进入地球开始， 直至这些能量以热的形式从地球耗散出 去的过程
内层大气圈的主要成份
– N2、O2、CO2 – 微量和痕量气体 – 水汽、粉尘 – 其它气态化学物质等
大气流动
–风 – 大气环流
土壤圈
半生命物质，很薄（比生物圈薄） 化学成分最复杂，生物成分也十分复杂 不同地方土壤理化性状差异大
– 土壤质地 – 土壤水分 – 土壤空气 – 土壤酸碱度 – 土壤矿质元素
全球生命系统的结构
全球系统组分、环境和关系
从生物圈到全球生命系统
生物圈（biosphere）
– 活跃生物圈 – 泛生物圈 – 副生物圈
智慧圈（noosphere） 全球生命系统（Global life system）
全球生命系统的4个基本方面
横向关系——全球生命系统各组分构成的生
物多样性与复杂性
亿种 生态学家提出5界系统
地球上生态系统分布的地带性
生态系统分布的三向地带性 水平地带性
– 经度地带性——热量为主导因子 – 纬度地带性——水分为主导因子
垂直地带性——温度和水分，与水平地带谱
对应 – 山体的植被带
全球主要自然生态系统的分布
森林生态系统 草原生态系统 荒漠生态系统 苔原生态系统 湿地生态系统 淡水生态系统 海洋生态系统 一些特殊的生态系统
自然界也有污染
–汞 –镉
Βιβλιοθήκη Baidu
全球生命系统的生物组分
全球系统组分——生态系统的多样性
– 自然生态系统
水生生态系统 陆生生态系统 水陆交界生态系统
– 人工生态系统
农业生态系统 城市生态系统
陆生生态系统以植物群落为主体结构——植 物群落的多样性
植被类型的多样性
全球仍没有统一的分类系统 全球认同的主要类型
光照 能量（温度） 水圈 内层大气圈 土壤圈 气候 有毒有害物质
全球系统的非生物组分——光照
进入大气层后太阳光强与光质的变化 温室效应和温室气体 阳伞效应 地球表面日照时间的差异 地球表面辐射热量平衡
– 地面辐射 – 大气逆辐射 – 地面有效辐射
全球系统的非生物组分 ——能量（温度）
生物地球化学循环＝生物循环＋地球化学 循环＋生物搬运
物质循环可分三类
– 水循环 – 气体型循环 – 沉积型循环
全球水循环
尽管海洋面积（水面占地球表面70%以上） 和水量占绝对优势，但其在全球系统中所起 的作用并不大
生物（特别是植被）在水循环中有巨大作用 淡水的量很少 水的主要循环路线
– 大循环与小循环
大气环流
赤道与极地间的热量传输 海陆间的热量传输
洋流
洋流分布与地面风向很相似
暖流 冷流 涌流 洋流的热量输送及对气温有很大的影响
–洋流与低高纬度间的热量传输 –洋流与东西岸的气温差异 –热带与副热带大陆东西岸气温的差异
生物地球化学循环
在全球性地质大循环和地球化学背景上， 由生物活动驱动的物质循环称为生物地球 化学循环
纵向关系——等级层次结构中各级系统的关
系
生态时间尺度的关系——各组分及子系统间
的生态作用和反作用
进化时间尺度的历史关系——系统的发育
和演化
全球生命系统的环境
物质环境
– 外层大气圈 – 下层岩石圈 – 太空——基本元素、大量元素和微量元素
能量环境
– 太阳 – 宇宙辐射
信息环境
全球生命系统的非生物组分
– 红树林、珊瑚礁、马尾藻海
全球系统中物种区系及多样性格局
物种区系分布 多样性梯度
– 多样性梯度的三向
全球生命系统中各组分间的关联——生态
复杂性的构成 – 生态系统间的关联 – 全球尺度的种间关系
全球生命系统的生态学过程和功能
I
全球生命系统的生物生产
通过地球上植物的光合作用，每年大约 能生产1014t的有机物质
人类干扰严重
N循环
最完全的循环 人类干扰严重
全球营养物质的沉积型循环
贮存库是岩石圈和土壤圈
– 森林生态系统 – 草原生态系统 – 荒漠生态系统 – 冻原生态系统 – 湿地生态系统
中国植物群落分类原则、系统和单位
基本单位与辅助单位 植被型 群系 群丛
全球生命系统中物种的多样性
物种是生命存在的基本单位 物种问题是全球性的、也是区域性的 全球有3 000～5 000万，甚至8 000万～1
由于人类对水资源的大量需要，自然水循环 已经受到影响或明显改变
全球营养物质的气体型循环
储存库是大气和海洋，它把大气和海洋 紧密相联，具有明显的全球性，流动速 度快, 完全
– 碳循环 – N循环
气体型循环容易在大范围内受到人类干 扰
碳循环
源-库-流 循环路线
– 1. 大气-植物-动物-分解-返回大气 – 2. 大气圈-水圈 – 3. 大气圈-岩石圈-水圈
全球生命系统的综合物理特性——气候
气候及其尺度
– 水分和热量——气候的两个最主要特征
湿润度——水分和热量的组合
– 生物气候图
气候的空间变化 气候的时间变化
– 中近期 – 长期
新组分——人造有毒有害物质
某处的东西过多就是污染 人类新生产大量的原来没有的物质
– 杀虫剂 – 化肥 – 放射性物质
时间变化
– 周期性变化与非周期性变化
空间变化
– 水平
纬度——中生代（2亿年前）地球纬度差异很小 经度
– 垂直
全球范围内是平衡的
全球系统的非生物组分——水圈
地球表面71%的面积为海洋所覆盖 淡水很少，可利用的淡水更少 地球表面降水量分布极不均匀 大气中的水也属于水圈范畴
全球系统的非生物组分——内层大气圈
能量在全球系统中流动，并会存留、转 化其中的一部分，大部分从系统中散失 出去
能量在全球生命系统中的流动
大气环流 洋流
– 涌流使上下层水交换 – 洋流的热量输送 – 洋流对气候的影响很大
温度 降水
能量在全球生命系统中的流动
降水对能量流动的影响 动物迁移引起的能量转移 人类活动引起的能量转移