生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴課件

1、生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴一、陸地生態(tài)系統(tǒng)1、概述2、森林生態(tài)系統(tǒng)3、草地生態(tài)系統(tǒng)4、荒漠生態(tài)系統(tǒng)一、陸地生態(tài)系統(tǒng)1、概述1、概述(1)、陸地生態(tài)系統(tǒng)的特點 1)、溫度變化大、空氣溫度的變化和極端性比水環(huán)境更加明顯 2)、水分、熱量等重要生態(tài)因素的不均勻分布、組合，為生物的生存和發(fā)展提供了多種多樣的生存環(huán)境。 3)、土壤與大氣的直接接觸，為生物提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。1、概述 (2)、陸地生態(tài)系統(tǒng)分布格局 1)、緯度：隨緯度升高溫度有規(guī)律變化 緯度引起太陽高度角、季節(jié)變化，導致太陽輻射量不同，產(chǎn)生熱量差異。如從赤道到兩極，每增加一個緯度，

2、溫度降低0.5-0.7度。 2)、經(jīng)度：海陸、大氣環(huán)流 經(jīng)度地帶性：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，水分梯度常沿經(jīng)向變化，因此導致生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)向變化，即由沿海的濕潤區(qū)的森林，經(jīng)半干旱的草原到干旱區(qū)的荒漠（植被因水分狀況而按經(jīng)度呈帶狀依次更替。）。 植被類型呈現(xiàn)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，這種現(xiàn)象稱為植被水平分布。包括緯度地帶性和經(jīng)度地帶性。2)、經(jīng)度：海陸、大氣環(huán)流 陸地生態(tài)系統(tǒng)的水平分布格局陸地生態(tài)系統(tǒng)的水平分布格局 緯度地帶性：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，如從赤道向兩極依次出現(xiàn)熱帶雨林（Tropical forest）、亞

3、熱帶常綠闊葉林（Subtropical evergreen forest）、溫帶落葉闊葉林（Temperate deciduous forest）、寒溫帶北方針葉林（Taiga, coniferous forest）、苔原（Tundra）。即緯度地帶性（植被類型呈現(xiàn)從低緯度向高緯度的有規(guī)律分布）。 我國緯度地帶性： 從南自南沙群島，北至黑龍江，跨50多個緯度，由于緯度的差異，從南向北形成各種熱量帶：熱帶、亞熱帶、溫帶和寒溫帶。與此相應，在濕潤森林區(qū)域內(nèi)，植被類型由南到北順序為：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)。 緯度地帶性：由于熱量沿緯度的變化，出現(xiàn)生態(tài)陸地生態(tài)系統(tǒng)

4、的垂直分布格局陸地生態(tài)系統(tǒng)的垂直分布格局3)、海拔：溫度(100-0.6)、降水 溫度、降水隨海拔變化：海拔高度每上升100米，氣溫下降0.6度。相當于平地北移60公里。降水最初隨高度的增加而增加，但達到一定界限后，降水量又開始降低。 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)的植被帶的具體順序。3)、海拔：溫度(100-0.6)、降水 垂直帶特點 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，垂直帶譜越簡單，極地為凍原帶，水平帶與垂直帶重合。 在同一緯度內(nèi)，經(jīng)度不同也影響山體植被的垂直帶譜。如長白山（東經(jīng)128度

5、）、西部的天山（東經(jīng)86度），兩者均北緯42度。但長白山距海較近，屬溫帶針闊葉混交林，天山位于內(nèi)陸，屬荒漠范圍。 垂直帶特點 2、森林生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng) 森林面積及生產(chǎn)力： 人類采伐前：109hm （45.8%) 1985年：4.17 109hm (31.7%) 陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的有機質(zhì)：102109 T 森林：58 109 T，占56.8%(草地20.8 109T 農(nóng)作物占:10.5 109 T)2、森林生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng) 熱帶雨林 常綠闊葉林 落葉闊葉林 北方針葉林熱帶雨林 (1)、熱帶雨林 熱帶雨林：指熱帶高溫高濕地區(qū)那種茂密高聳而常綠的森林類 型。 1)、位置 赤道及其兩側(cè)的濕潤區(qū)

6、域。 2)、氣候特點 a、終年高溫多雨。年平均氣溫26度以上。年降雨2500-4500毫米，全年均勻分布，無明顯旱季。這里無明顯的季節(jié)變化。 b、熱帶雨林中土壤和巖石的風化作用強烈，其風化殼可達100米。土壤養(yǎng)分極為貧瘠，而且為酸性。 c、雨林所需要的營養(yǎng)成分，幾乎全儲存在植物中，每年一部分植物死去，在高溫高濕條件下，有機物分解很快，能迅速直接被的樹根和真菌所吸收，形成一個幾乎封閉的循環(huán)系統(tǒng)。(1)、熱帶雨林 熱帶雨林：指熱帶高溫高濕地區(qū)那種茂密高聳而3)、熱帶雨林植被特點： a、種類組成極為豐富： 高等植物在45000種以上，而且絕大部分為木本；喬木異常高大，常達46-55米，最高達92米；

7、富有藤本植物和附生植物。 b、群落結(jié)構復雜 喬木分為3層：第一層：高30-40米以上，樹冠寬廣，有時呈傘型，往往不連接；第二層：一般在20米以上，樹冠長、寬相等；第三層：10米以上，樹冠錐形而尖，生長極其茂密。 3)、熱帶雨林植被特點： C、喬木的特殊構造 板狀根： 有些種類的樹干基部常會長出多姿多態(tài)的板狀根，從樹干的基部2至3米處伸出，呈放射狀向下擴展。有些則生長著許多發(fā)達的氣根，這些氣根從樹干上懸垂下來，扎進土中后，還繼續(xù)增粗，形成了許許多多“樹干”，大有一木成林的氣勢，非常壯觀。 葉子 喬木葉子在大小、形狀非常一致, 全緣，革質(zhì)，中等大小。 莖花 由短枝上的腋芽或葉腋的潛伏芽形成，且多一

8、年四季開花。有些種類的樹如波羅蜜、可可等，在老樹樹干或根頸處也能開花結(jié)果，成為熱帶雨林中特有的老莖生花現(xiàn)象。 多昆蟲傳粉 C、喬木的特殊構造 d、無明顯季相交替 每一種植物都終年進行生長活動，仍有其生命活動節(jié)律。喬木葉子平均壽命13-14個月，零星凋落，零星添新葉。多四季開花，但每個種都有一個多少明顯的盛花期。 4)、動物豐富 熱帶雨林是地球上動物種類最豐富的地區(qū)。如巴拿馬附近的一個面積不到0.5平方公里的小島，就有哺乳動物58種。d、無明顯季相交替 (2)、常綠闊葉林指分布在亞熱帶濕潤條件下并以殼斗科、樟科、山茶科、木蘭科等常綠闊葉樹種為主組成的森林生態(tài)系統(tǒng)。 1)、氣候特點 夏季炎熱多雨，

9、冬季少雨而寒冷，春秋溫和，四季分明。年均溫16-18度。年降雨1000-1500毫米，主要分布在4-9月，冬季降水少，但無明顯旱季。 (2)、常綠闊葉林指分布在亞熱帶濕潤條件下并以殼斗科、樟科、2)、森林特點 結(jié)構較熱帶雨林簡單，高度明顯降低，喬木分為兩個亞層，上層一般高20米左右，以殼斗科、樟科、山茶科常綠樹種為主；第二亞層高10-15米，以樟科、杜英科等樹種為主。灌木層明顯，但稀疏，草本層以蕨類為主。藤本植物與附生植物常見，但不及熱帶雨林繁茂。生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴(3)、落葉闊葉林又稱夏綠林，冬季落葉，夏季綠葉。分布在中緯度濕潤地區(qū)。 1)、氣候 年均溫8-14度，年

10、降水500-1000毫米，雨量分布不均 。四季分明, 冬季寒冷，夏季溫暖，樹木僅在暖季生長，入冬前樹木葉子枯死并脫落。土壤較為肥沃。(3)、落葉闊葉林又稱夏綠林，冬季落葉，夏季綠葉。分布在中緯2)、森林特點 a、優(yōu)勢樹種為殼斗科的落葉喬木、其次為樺木科、槭樹科、楊柳科的一些種； b、成層結(jié)構明顯，喬木、灌木、草本層； c、喬木層組成單純，常為單優(yōu)種，高15-20米。 d、灌木層比較發(fā)達，草本層也比較茂密。 3)、動物 哺乳動物有鹿、獐、棕熊、野豬、狐、松鼠。2)、森林特點 (4)、北方針葉林1)、分布 分布在北半球高緯度地區(qū)。 2)、氣候特點： 處于寒溫帶，年均溫0度以下。冬季寒冷，夏季溫暖而

11、短暫，土壤有永凍層。年降水400-500毫米，集中在夏季。土壤為棕色針葉林土。(4)、北方針葉林1)、分布 3)、森林特點 種類貧乏，喬木以松、云杉、冷杉、鐵杉、落葉松等樹種占優(yōu)勢，多為單優(yōu)種，樹高20米上下。灌木層稀疏，草本組成的地被層很發(fā)達，并常具各種蕨類?？葜β淙~很厚，分解緩慢，形成氈狀層，樹木根系較淺。 4)、動物 駝鹿、馬鹿、馴鹿、黑貂、猞猁、雪兔、松鼠、松雞、飛龍等及大量的土壤動物和昆蟲。 3)、森林特點 (5)、凍原(tundra) 位于南極和北極極地區(qū)凍原，還有高山凍原。 風力強勁, 雨量少，地表有永凍層，植物以低矮的苔蘚為主, 尚有部分低矮的草本植物，夏季極短, 植物生長季短

12、。 凍原一般都被認為是瘠地(barren grounds)。 但是總生產(chǎn)量也是相當?shù)呢S盛。 提供了于凍原地帶生活的動物所需的食物。 這些生活于凍原的動物有：馴鹿、北極熊、狼、旅鼠等。 (5)、凍原(tundra) 3、草地生態(tài)系統(tǒng)(1)、草地生態(tài)系統(tǒng)的特征 內(nèi)陸干旱到半濕潤氣候條件的產(chǎn)物，以旱生多年生禾草占絕對優(yōu)勢的多年生雜草及半灌木也或多或少起到顯著作用 世界草原面積：2.4 107hm2（約占陸地總面積的/） 分兩大類: 溫帶草原、熱帶草原3、草地生態(tài)系統(tǒng)(1)、草地生態(tài)系統(tǒng)的特征 草地：以多年生草本植物占優(yōu)勢，遼闊無林，在原始狀態(tài)下常有各種善于奔跑或營洞穴生活的草食動物棲居其上。 草地分

13、為： 草原：由耐旱的多年生草本植物組成，在地球表面占據(jù)特定的生物氣候地帶。 草甸：喜濕潤的中生草本植物組成，出現(xiàn)在河漫灘濕地和林間空地。草地：以多年生草本植物占優(yōu)勢，遼闊無林，在原始狀態(tài)下常有各種生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴1)、溫帶草原Steppe, Prairie, Pampa ： 夏季溫和，冬季寒冷，春季或晚夏有一明顯的干旱期。由于低溫少雨，草群較低，其地上部分高度不超多1米，以耐寒的旱生禾草為主。 2)、熱帶草原 分布在熱帶、亞熱帶，特點是在高大禾草（2-3米）下散生一些不高的喬木，又稱為稀疏草原或薩王納。終年溫暖，雨量達1000毫米以上，在高溫多雨下，土壤淋溶強烈，比較

14、貧瘠。一年中存在一到兩個干旱期，野火頻繁，限制森林的發(fā)育。 1)、溫帶草原Steppe, Prairie, Pampa (2)、中國不同草原區(qū)域的基本特點 中國草原屬于溫帶草原，又可細分為中溫草原、暖溫草原和高寒草原3類，總面積約3.2億公頃。 1)、中溫草原 包括東北松嫩平原入內(nèi)蒙古高原主體部分，天然草原保存較好 ，有發(fā)達的畜牧業(yè)。部分被開墾為農(nóng)田，是我國小麥的主產(chǎn)區(qū)之一。2)、暖溫帶草原 包括黃土高原及其鄰近地區(qū)和鄂爾多斯高原的大部分。3)、高寒草原地帶主要分布在青藏高原(2)、中國不同草原區(qū)域的基本特點(3)、草原生態(tài)系統(tǒng)的功能 提供凈初級生產(chǎn)力、碳蓄積與碳匯、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、水土保

15、持等。 以內(nèi)蒙古草原為例。生態(tài)系統(tǒng)服務功能的總經(jīng)濟價值為3325.9*108元/a；在各種服務功能中，水土保持的價值最為重要(3)、草原生態(tài)系統(tǒng)的功能4、荒漠生態(tài)系統(tǒng)荒漠：是地球上最耐旱的，以超旱生的灌木、半灌木或小半灌木占優(yōu)勢的地上部分不能郁閉的生態(tài)系統(tǒng)。 主要分布在亞熱帶干旱區(qū)，年降水少于200毫米，有些小于50毫米或終年無雨，形成戈壁或沙漠。4、荒漠生態(tài)系統(tǒng)荒漠：是地球上最耐旱的，以超旱生的灌木、半灌適生植物荒漠灌木及半灌木：有發(fā)達的根系和小而厚的葉子，莖稈多呈灰白色； 肉質(zhì)植物：為景天酸代謝植物（CAM植物），夜間氣孔開放，吸收大量CO2。白天氣孔關閉以適應干燥的空氣； 短命植物與類短

16、命植物：前者為一年生，后者為多年生，他們在較濕潤的季節(jié)迅速完成生活周期，以種子或營養(yǎng)器官渡過不利生長時期。 適生植物荒漠灌木及半灌木：有發(fā)達的根系和小而厚的葉子，莖稈多二、水域生態(tài)系統(tǒng)1、概述2、淡水濕地生態(tài)系統(tǒng)3、海洋生態(tài)系統(tǒng)4、濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)二、水域生態(tài)系統(tǒng)1、概述1、概述(1)、河流1、概述(1)、河流生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴(2)、湖泊我國天然湖泊面積在1km2有 2 800個，面積人80 000km2(2)、湖泊我國天然湖泊面積在1km2有 2 800個，面積生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴(3)、濕地濕地定義：濕地指不問其天然或人工、永久或暫時的沼澤地

17、、泥炭地或水域地帶，常帶有靜止或流動、咸水或淡水，半堿水或堿水水體，包括低潮時水深不過6 m的濱岸海域。1971年全球政府間的濕地保護公約關于特別作為水禽棲息地的國際重要濕地公約（簡稱濕地公約）誕生;到1999年已有96個國家加入濕地公約。我國于1992年正式加入。(3)、濕地濕地定義：濕地指不問其天然或人工、永久或暫時的沼濕地是開放水域與陸地之間過渡性的生態(tài)系統(tǒng)，它兼有水域和陸地生態(tài)系統(tǒng)的特點，具有獨特的結(jié)構和功能。濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能：天然的基因庫；潛在資源；凈化功能；氣候和水文調(diào)節(jié)等功能。濕地是開放水域與陸地之間過渡性的生態(tài)系統(tǒng)，它兼有水域和陸地生根據(jù)濕地的廣義定義，河流、湖泊、沼澤、珊瑚

18、礁、都是濕地；此外濕地還包括人工濕地，如水庫、魚（蝦）塘、鹽池、水稻田等。濕地廣泛分布于世界各地，從凍土地帶到熱帶都有濕地，但迄今沒有全球濕地資源的精確數(shù)字。據(jù)世界保護監(jiān)測中心的估測，全球濕地面積約為570萬km2 （也有人估計為850萬km2），占地球陸地面積的6%，其中湖泊占2%，蘚類沼澤占30%，草本沼澤占26%，森林沼澤占20%，洪泛平原占15%。世界紅樹林的面積約24萬km2，珊瑚礁約60萬km2。就世界而言，濕地經(jīng)歷著退化、喪失和恢復的過程。 根據(jù)濕地的廣義定義，河流、湖泊、沼澤、珊瑚礁、都是濕地；此外生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴濕地公約將濕地分為3類，其分類的基本層

19、次如下：（1） 海洋/海岸濕地：主要有淺海水域；河口； 瀉湖；鹽湖；灘涂。（2） 內(nèi)陸濕地：主要有河流；湖泊；沼澤；泥炭；凍土。（3） 人工濕地：主要有水產(chǎn)養(yǎng)殖；灌溉地；污水處理池；水庫。 濕地公約將濕地分為3類，其分類的基本層次如下：我國濕地分為5類。1)、近海與海岸濕地 我國近海與海岸濕地主要分布于沿海的11個省（市、區(qū)）和港澳臺地區(qū)。海域沿岸約有1500多條大中河流入海，形成了淺海灘涂、珊瑚礁、河口水域、三角洲、紅樹林等濕地生態(tài)系統(tǒng)。近海與海岸濕地以杭州灣為界，分成杭州灣以北和杭州灣以南兩個部分。我國濕地分為5類。2)、河流濕地 我國流域面積在100km2以上的河流有50000多條，流域

20、面積在1000km2以上的河流約1500條。絕大多數(shù)河流分布在東部氣候濕潤多雨的季風區(qū)，西北內(nèi)陸氣候干旱少雨，河流較少，并有大面積的無流區(qū)。2)、河流濕地 3)、湖泊濕地 我國的湖泊劃分為5個自然區(qū)域。a、東部平原地區(qū)湖泊主要指分布于長江及淮河中下游、黃河及海河下游和大運河沿岸的大小湖泊，b、蒙新高原地區(qū)湖泊地處內(nèi)陸，該區(qū)氣候干旱，降水稀少，地表徑流補給不豐，蒸發(fā)強度較大，超過湖水的補給量，湖水不斷濃縮而發(fā)育成閉流類的咸水湖或鹽湖。3)、湖泊濕地 c、云貴高原地區(qū)湖泊全系淡水湖。區(qū)內(nèi)一些大的湖泊都分布在斷裂帶或各大水系的分水嶺地帶，如滇池、撫仙湖、洱海等。由于入湖支流水系較多，而湖泊的出流水系

21、普遍較少，故湖泊換水周期長，生態(tài)系統(tǒng)較脆弱。d、青藏高原地區(qū)湖泊是地球上海拔最高、數(shù)量最多、面積最大的高原湖群區(qū)，也是我國湖泊分布密度最大的兩大稠密湖群區(qū)之一。本區(qū)為長江、黃河和瀾滄江等水系的河源區(qū)，湖泊補水以冰雪融水為主，湖水入不敷出，干化現(xiàn)象顯著，近期多處于萎縮狀態(tài)。 e、東北平原與山區(qū)湖泊多系外流淡水湖，主要分布在松遼平原和三江平原，由于地勢低平、排水不暢，發(fā)育了大小不等的湖泊。此外，丘陵和山地還有火山口湖和堰塞湖。 c、云貴高原地區(qū)湖泊全系淡水湖。區(qū)內(nèi)一些大的湖泊都分布在斷裂4)、沼澤濕地 我國沼澤在地理分布和類型特征上，既顯示出地帶性規(guī)律，又有非地帶性或地區(qū)性差異。全國沼澤以東北三江

22、平原、大興安嶺、小興安嶺、長白山地和青藏高原為多，天山山麓、阿爾泰山、云貴高原以及各地河漫灘、湖濱、海濱一帶也有沼澤發(fā)育，山區(qū)多木本沼澤，平原則草本沼澤居多。5)、庫塘濕地 全國各地都有零星分布，但主要分布在大江大河中、上游以及天然濕地集中的周邊區(qū)域。長江流域中、下游是我國庫塘濕地分布最集中的地區(qū)。 4)、沼澤濕地 生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴我國重要濕地173個、東北地區(qū)(21個)、華北地區(qū)(43-21)=22、華中地區(qū)(69-43)=26、西南地區(qū) (84-69)=15、華南地區(qū) (107-84)=23、內(nèi)蒙古地區(qū)(116-107)=9、西北地區(qū)(135-116)=19、青藏

23、地區(qū)(173-135)=38我國重要濕地173個(4)、海流(洋流)海流指在一段較長時間(一個月、一個季節(jié)、一年或長期)具有大體一定方向（水平或垂直）及速度的在較大規(guī)模海水運動，發(fā)生大洋里的海流又稱為洋流。兩類：地轉(zhuǎn)流(受壓強 梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力作用)與風海流(受風的作用力)我國的海流系統(tǒng)：黑潮和沿岸流兩大流系海流生態(tài)作用：擴大生物分布和海流交匯地區(qū)形成良好漁場(4)、海流(洋流)海流指在一段較長時間(一個月、一個季節(jié)、(5)、 潮汐潮汐是由于日月引潮力的作用，使地球上的海水產(chǎn)生周期性的漲落現(xiàn)象。 (海水潮汐、大氣潮汐、固體潮汐)正規(guī)半日潮正規(guī)日潮混合潮(5)、 潮汐潮汐是由于日月引潮力的作用，使地球上的海水產(chǎn)生生態(tài)學第五章陸地生態(tài)系統(tǒng)及水域生態(tài)系統(tǒng)講訴(1)、淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)生境特點溫度特點：(時間變化、空間分布)鹽分特點：35g/L鹽湖)結(jié)構與功能：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構：生產(chǎn)者、消費者、分解者生態(tài)系統(tǒng)的功能：2、淡水生態(tài)系統(tǒng)(1)