生物群落与生态系统

关于生物群落与生态系统自然地理学第7章生物群落与生态系统生物圈是地球上所有动物、植物和微生物等生物有机体及其活动空间的总称。生物圈占据了包括大气圈对流层下部、几乎整个水圈以及岩石圈表层的薄层范围，厚度约20km。其核心部分，即地表面以上100m至水面200m以下之间，集中了绝大部分生物。第2页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学图生物起源过程示意图从无机物到简单有机物阶段；从简单有机物到复杂有机物阶段；从高分子有机物到具有新陈代谢机能的蛋白体阶段。生命的起源第3页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学分界系统的演化植物动物单细胞多细胞植物动物原生生物原核生物真核生物植物动物原生生物真菌林奈1735海克尔1866惠特克1959惠特克1969单细胞多细胞植物动物原生生物真菌生物分类系统中采用的等级单位是界、门、纲、目、科、属、种等。第4页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.1地球上的生物界界细胞类型营养方式细胞数目运动特点举例原核生物原核细胞自养或异养单细胞或群体多数不能运动，少数用鞭毛运动细菌、蓝藻原生生物真核细胞自养或异养单细胞或群体用鞭毛、纤毛或伪足运动草履虫真菌异养，吸收养料单细胞或多细胞绝大多数不能运动酵母菌、蘑菇植物自养，进行光合作用多细胞不能自由运动胡杨林动物异养，摄取食物多细胞绝大多数能够自由运动，海葵、珊瑚等少数种类营固着生活蚯蚓、蝗虫、鲫鱼、马第5页,共53页，2024年2月25日，星期天第七章生物群落与生态系统7.1地球上的生物界7.2生物与环境7.3生物种群与生物群落7.4生态系统7.5陆地和水域生态系统7.6社会-经济-自然复合生态系统7.7生物多样性及其保护第6页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.2生物与环境环境影响生物深海中的蜗牛生物影响环境——举例？“荒漠卫士”－－白刺第7页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.2生物与环境7.2.1生态因子【思考】根据定义，哪些环境因素属于生态因子？定义：对生物的生长、发育、繁殖、行为和分布有影响的环境要素——光、温度、湿度、降水、土壤、大气等生物因子——生物种内和种间的相互关系非生物因子第8页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.2生物与环境7.2.1生态因子生态因子特点：综合性、非等价性、不可替代性、限制性图生物对生态因子的耐受曲线及生物的生态幅示意第9页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学1、光与生物2、温度与生物3、水与生物4、空气与生物5、土壤与生物6、生物之间的关系7.2.2生态因子与生物第10页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学A、光合作用高山杜鹃B、光的性质红橙光、蓝光：光合作用最有效的生理辐射光红光：糖蓝：蛋白质紫外线：抑制茎生长、促进花青素形成新疆哈密瓜1、光与生物第11页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学C、光照强度-植物：阳性植物、阴性植物夜行动物-灵猫晨昏动物-蝙蝠昼行动物-眼镜蛇-动物：夜行、昼行、晨昏动物西双版纳的热带雨林D、日照长短-植物：长日照植物、短日照植物、中间性植物-动物：迁移、生殖、换毛1、光与生物第12页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学-生物适宜的温度范围：植物0-45°、动物-2-50°高温与植物：植物饥饿、破坏水分平衡促使蛋白质和酶失去活性低温与植物：冻害温度与动物：低等动物较高等动物对极端温度具有较强的适应能力；同类恒温动物在寒冷地区的个体比在温热地区的大（贝格曼定律）；寒冷地带的哺乳类动物身体上突出的部分有缩短变小的现象（阿伦定律）2、温度与生物第13页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学北极熊的“羊毛”大衣-生物与温度适应：产生适应特征温度与生物分布：热带种类多、寒带少；生物的垂直分布和纬度分布极地冰虫2、温度与生物第14页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学-生物生存必要条件：有机体组成、代谢活动、光合作用、热量调节干旱、水涝与植物干旱：气孔关闭减弱蒸腾、抑制光合作用和蛋白质有机合成、萎焉甚至死亡水涝：呼吸困难、营养物质和水吸收抑制、土壤产生有毒物质3、水与生物第15页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学3、水与生物水与生物适应植物:水生植物、湿生植物、中生植物、旱生植物动物：多种适应方式水生植物-睡莲旱生植物-仙人掌动物大迁徙—生命的壮丽第16页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学4、空气与生物海岸卫士-红树林木榄的主干向上长出的呼吸根，向下生长可形成板状根空气的化学成分-氧：呼吸作用必须的物质-二氧化碳：植物光合作用-污染物：生物产生危害第17页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学4、空气与生物空气的运动-植物：种子传播、植物变形（旗形树冠、机械损伤）柳絮飘飘衡山奇趣-能捕食老鹰的乌龟-动物：行为第18页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学5、土壤与生物土壤是陆生植物发育的基地和营养库土壤环境与生物植物：沙地土壤与沙生植物；酸性、盐碱土壤与植物动物：良好的隐蔽场所“荒漠卫士”－－白刺耐盐碱的沙漠娇子耐盐的海岸卫士第19页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学6、生物之间的关系相互作用类型物种相互作用的一般特征121中立2竞争3偏害4寄生5捕食6偏利7原始合作8互利共生0--+++++0-0--0++两个物种彼此不受影响两个物种互相抑制物种1受抑制，物种2无影响物种1为寄生者，受益；物种2为寄主，受害物种1为捕食者，受益；物种2为被捕食受害物种1为偏利者，受益；物种2无影响彼此有利，但不是必然的彼此有利，是必然的第20页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.2.3生物对环境的适应生物适应：生物的形态构造、生理机能、个体发育和行为等特征与其长期生存的一定环境相互统一、彼此适合的现象。环境污染与尺蛾黑化沙生植物的不定根趋同适应趋异适应第21页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.2.3生物对环境的适应生物适应的动态特征和相对性季节变化、昼夜变化适应功能不完善、环境改变恐龙生物适应的生态决策出生率发育寿命个体死亡率扩散竞争k-对策者低慢长大种群密度弱强r-对策者高快短小环境强弱r-k连续体过渡类型仙人掌第22页,共53页，2024年2月25日，星期天第七章生物群落与生态系统7.1地球上的生物界7.2生物与环境7.3生物种群与生物群落7.4生态系统7.5陆地和水域生态系统7.6社会-经济-自然复合生态系统7.7生物多样性及其保护第23页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3生物种群与生物群落关于生物种群和群落种群种群生物个体生物个体生物群落研究内容：空间、时间、结构生物种群：空间（数量、密度、个体分布格局）；时间（出生率和死亡率、种群增长）；结构（年龄结构、性比、种内关系）生物群落：空间（外貌、生活型、群落环境）；时间（群落动态）；结构（种类组成、群落结构）第24页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学老年个体数成体数幼体数增长型稳定型衰退型7.3.1种群及其一般特征3、种群的个体分布格局2、年龄结构和性比1、数量和密度随机分布均匀分布成群分布单体生物和构件生物第25页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学环境阻力J形曲线S形曲线种群数量(Nt)K(K为环境容纳量)时间(t)指数式增长“J”形 逻辑斯缔增长“S”形t7.3.1种群及其一般特征4、(最大)出生率、(最小)死亡率5、种群增长第26页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.1种群及其一般特征6、种内关系-种内竞争：争夺食物、空间、配偶——数量调节

领域性：体重越大，领域越大领域大小受食物品质影响

婚配制度：单配偶和多配偶第27页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.2生物群落概念？

占据一定空间或地区的若干种群组成的一个完整而有序的种群集合体。

分类植物群落动物群落微生物群落第28页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.2生物群落1、种类组成不同类型的群落有不同的生物种类群落交错区与边缘效应群落交错区

亚热带常绿阔叶林针叶林热带雨林第29页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.2生物群落1、种类组成生态位

群落中每一个生物种所占据的小生境（住所、空间）和它的功能（作用）的结合。群落成员型优势种：多度、密度、盖度大，生活能力强，对生境有明显影响的种群建群种：优势种中最优者（盖度最大、占有最大空间）单建群种、共建群种伴生种：群落中其他次要的种类第30页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.2生物群落2、群落的外貌和植物的生活型外貌生活型

植物群落的外貌主要取决于群落中建群种的生活型热带雨林的板状根奇妙的热带雨林茎花现象落叶阔叶林秋天的落叶第31页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.2生物群落3、群落的结构垂直结构：成层现象（取决于生活型）小兴安岭北部针叶林的垂直结构热带雨林的垂直结构

一般来讲，成层现象越复杂，植物对环境利用越充分，是对生态环境的一种良好的指示。第32页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.2生物群落3、群落的结构水平结构：群落的水平格局，主要特征为镶嵌性小腾格里沙地的榆树疏林草原景观生态结构：层片

具有一定种类组成，这些种具有相同的生活型和生态学特征，并具有一定的小环境。针阔混交林第33页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.2生物群落4、群落环境特点：以森林群落为例太阳辐射气温及其日、年变化降水和空气湿度空气运动土壤5、生物群落的动态季节性变化：季相群落演替第34页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.3.2生物群落5、生物群落的动态群落演替进展演替与逆行演替演替顶级：进展演替的结果[次生演替示例]内蒙古草原农田弃耕后的恢复演替：贝加尔针茅群落-耕地-杂草-黄蒿-根茎禾草-贝加尔针茅群落[原生演替示例]美国密执安湖沙丘上群落演替：沙丘-松柏林-山毛榉—槭树林原生演替与次生演替第35页,共53页，2024年2月25日，星期天第七章生物群落与生态系统7.1地球上的生物界7.2生物与环境7.3生物种群与生物群落7.4生态系统7.5陆地和水域生态系统7.6社会-经济-自然复合生态系统7.7生物多样性及其保护第36页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.4生态系统7.4.1生态系统的概念？生物群落无机环境物质、能量（连续）交换生态系统7.4.2生态系统的组分和结构1、组分非生物成分生产者消费者分解者第37页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.4.2生态系统的组分和结构-2、结构食物链、食物网大甲虫杜鹃植物鹰蛇兔鼠毛虫捕食食物链与碎屑食物链植物——杜鹃——鹰植物残体（——蚯蚓——线虫——节肢动物）——分解者思考：食物网与生物多样性和生态系统稳定性的关系？第38页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.4.2生态系统的组分和结构-2、结构营养级大甲虫杜鹃植物鹰蛇兔鼠毛虫鹰植物杜鹃第一营养级第二营养级第三营养级抹香鲸重金属生物放大示意营养级与污染物生物放大作用

第39页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.4.3生态系统的基本功能2、能量流动：单向、逐级递减太阳能生产者初级消费者次级消费者三级消费者分解者呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸总第一性生产量太阳能植物呼吸净第一性生产量动物食用微生物分解现存量1、有机物质生产生物量“百分之十定律”第40页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学

主要贮存库为岩石圈和土圈7.4.3生态系统的基本功能-3、物质循环非生物环境生产者消费者分解者水循环气体型循环沉积型循环主要贮存库为水圈磷、硫、碘等；分解者磷酸盐岩石有机磷酸盐可溶磷酸盐海洋生产者植食动物肉食动物C02、O2、N、Cl等；N2硝酸盐蛋白质氨固氮反硝化氨化细菌固氮沉积岩

主要贮存库为大气圈，其次为海洋第41页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.4.3生态系统的基本功能-4、生态系统的反馈调节与生态平衡思考：五十年代，我国曾发起把麻雀作为“四害”来消灭的运动。在大量捕杀了麻雀之后的几年里，你知道发生了什么吗？——逼麻雀吐出了口粮，而真正的饥荒却开始了

生态平衡数量时间捕食者被捕食者第42页,共53页，2024年2月25日，星期天第七章生物群落与生态系统7.1地球上的生物界7.2生物与环境7.3生物种群与生物群落7.4生态系统7.5陆地和水域生态系统7.6社会-经济-自然复合生态系统7.7生物多样性及其保护第43页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.5陆地和水域生态系统7.5.2陆地生态系统的三向地带性纬向——纬度地带性热带雨林-亚热带常绿阔叶林-温带落叶阔叶林-寒温带针叶林-寒带冻原-极地荒漠经向——干湿度地带性从沿海到内陆：森林-草原-荒漠垂直地带性：长白山（北纬42°，东经128°，海拔2744m）

300－500m，落叶阔叶林

500－1000m,针阔叶混交林

1000－1600m,山地针叶林

1600－1900m,山地矮林

1900－2744m，山地苔原带第44页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.5陆地和水域生态系统7.5.2陆地生态系统的主要类型热带雨林特点：植物种类丰富，结构复杂，终年常绿，具板状根和茎花现象气候：赤道多雨气候分布：赤道附近-热带雨林第45页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.5陆地和水域生态系统7.5.2陆地生态系统的主要类型热带稀树草原特点：在草被层占势的背景下散生一旱生矮乔木气候：热带干湿季气候分布：东非、南美巴西高原和印度等地-热带稀树草原第46页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.5陆地和水域生态系统7.5.2陆地生态系统的主要类型特点：种类和结构也较复杂，但远不及雨林，乔木一般分两层，土壤为红壤和黄壤的酸性土气候：亚热带湿润气候分布：我国长江流域、日本南部、美国东南部等常绿阔叶林-亚热带常绿阔叶林第47页,共53页，2024年2月25日，星期天自然地理学7.5陆地