生物群落與生態(tài)系統(tǒng)

關于生物群落與生態(tài)系統(tǒng)第1頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學第7章生物群落與生態(tài)系統(tǒng)生物圈是地球上所有動物、植物和微生物等生物有機體及其活動空間的總稱。生物圈占據(jù)了包括大氣圈對流層下部、幾乎整個水圈以及巖石圈表層的薄層范圍，厚度約20km。其核心部分，即地表面以上100m至水面200m以下之間，集中了絕大部分生物。第2頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學圖生物起源過程示意圖從無機物到簡單有機物階段；從簡單有機物到復雜有機物階段；從高分子有機物到具有新陳代謝機能的蛋白體階段。生命的起源第3頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學分界系統(tǒng)的演化植物動物單細胞多細胞植物動物原生生物原核生物真核生物植物動物原生生物真菌林奈1735?？藸?866惠特克1959惠特克1969單細胞多細胞植物動物原生生物真菌生物分類系統(tǒng)中采用的等級單位是界、門、綱、目、科、屬、種等。第4頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.1地球上的生物界界細胞類型營養(yǎng)方式細胞數(shù)目運動特點舉例原核生物原核細胞自養(yǎng)或異養(yǎng)單細胞或群體多數(shù)不能運動，少數(shù)用鞭毛運動細菌、藍藻原生生物真核細胞自養(yǎng)或異養(yǎng)單細胞或群體用鞭毛、纖毛或偽足運動草履蟲真菌異養(yǎng)，吸收養(yǎng)料單細胞或多細胞絕大多數(shù)不能運動酵母菌、蘑菇植物自養(yǎng)，進行光合作用多細胞不能自由運動胡楊林動物異養(yǎng)，攝取食物多細胞絕大多數(shù)能夠自由運動，?？⑸汉鞯壬贁?shù)種類營固著生活蚯蚓、蝗蟲、鯽魚、馬第5頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五第七章生物群落與生態(tài)系統(tǒng)7.1地球上的生物界7.2生物與環(huán)境7.3生物種群與生物群落7.4生態(tài)系統(tǒng)7.5陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)7.6社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)7.7生物多樣性及其保護第6頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.2生物與環(huán)境環(huán)境影響生物深海中的蝸牛生物影響環(huán)境——舉例？“荒漠衛(wèi)士”－－白刺第7頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.2生物與環(huán)境7.2.1生態(tài)因子【思考】根據(jù)定義，哪些環(huán)境因素屬于生態(tài)因子？定義：對生物的生長、發(fā)育、繁殖、行為和分布有影響的環(huán)境要素——光、溫度、濕度、降水、土壤、大氣等生物因子——生物種內(nèi)和種間的相互關系非生物因子第8頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.2生物與環(huán)境7.2.1生態(tài)因子生態(tài)因子特點：綜合性、非等價性、不可替代性、限制性圖生物對生態(tài)因子的耐受曲線及生物的生態(tài)幅示意第9頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學1、光與生物2、溫度與生物3、水與生物4、空氣與生物5、土壤與生物6、生物之間的關系7.2.2生態(tài)因子與生物第10頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學A、光合作用高山杜鵑B、光的性質(zhì)紅橙光、藍光：光合作用最有效的生理輻射光紅光：糖藍：蛋白質(zhì)紫外線：抑制莖生長、促進花青素形成新疆哈密瓜1、光與生物第11頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學C、光照強度-植物：陽性植物、陰性植物夜行動物-靈貓晨昏動物-蝙蝠晝行動物-眼鏡蛇-動物：夜行、晝行、晨昏動物西雙版納的熱帶雨林D、日照長短-植物：長日照植物、短日照植物、中間性植物-動物：遷移、生殖、換毛1、光與生物第12頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學-生物適宜的溫度范圍：植物0-45°、動物-2-50°高溫與植物：植物饑餓、破壞水分平衡促使蛋白質(zhì)和酶失去活性低溫與植物：凍害溫度與動物：低等動物較高等動物對極端溫度具有較強的適應能力；同類恒溫動物在寒冷地區(qū)的個體比在溫熱地區(qū)的大（貝格曼定律）；寒冷地帶的哺乳類動物身體上突出的部分有縮短變小的現(xiàn)象（阿倫定律）2、溫度與生物第13頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學北極熊的“羊毛”大衣-生物與溫度適應：產(chǎn)生適應特征溫度與生物分布：熱帶種類多、寒帶少；生物的垂直分布和緯度分布極地冰蟲2、溫度與生物第14頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學-生物生存必要條件：有機體組成、代謝活動、光合作用、熱量調(diào)節(jié)干旱、水澇與植物干旱：氣孔關閉減弱蒸騰、抑制光合作用和蛋白質(zhì)有機合成、萎焉甚至死亡水澇：呼吸困難、營養(yǎng)物質(zhì)和水吸收抑制、土壤產(chǎn)生有毒物質(zhì)3、水與生物第15頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學3、水與生物水與生物適應植物:水生植物、濕生植物、中生植物、旱生植物動物：多種適應方式水生植物-睡蓮旱生植物-仙人掌動物大遷徙—生命的壯麗第16頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學4、空氣與生物海岸衛(wèi)士-紅樹林木欖的主干向上長出的呼吸根，向下生長可形成板狀根空氣的化學成分-氧：呼吸作用必須的物質(zhì)-二氧化碳：植物光合作用-污染物：生物產(chǎn)生危害第17頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學4、空氣與生物空氣的運動-植物：種子傳播、植物變形（旗形樹冠、機械損傷）柳絮飄飄衡山奇趣-能捕食老鷹的烏龜-動物：行為第18頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學5、土壤與生物土壤是陸生植物發(fā)育的基地和營養(yǎng)庫土壤環(huán)境與生物植物：沙地土壤與沙生植物；酸性、鹽堿土壤與植物動物：良好的隱蔽場所“荒漠衛(wèi)士”－－白刺耐鹽堿的沙漠嬌子耐鹽的海岸衛(wèi)士第19頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學6、生物之間的關系相互作用類型物種相互作用的一般特征121中立2競爭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++兩個物種彼此不受影響兩個物種互相抑制物種1受抑制，物種2無影響物種1為寄生者，受益；物種2為寄主，受害物種1為捕食者，受益；物種2為被捕食受害物種1為偏利者，受益；物種2無影響彼此有利，但不是必然的彼此有利，是必然的第20頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.2.3生物對環(huán)境的適應生物適應：生物的形態(tài)構造、生理機能、個體發(fā)育和行為等特征與其長期生存的一定環(huán)境相互統(tǒng)一、彼此適合的現(xiàn)象。環(huán)境污染與尺蛾黑化沙生植物的不定根趨同適應趨異適應第21頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.2.3生物對環(huán)境的適應生物適應的動態(tài)特征和相對性季節(jié)變化、晝夜變化適應功能不完善、環(huán)境改變恐龍生物適應的生態(tài)決策出生率發(fā)育壽命個體死亡率擴散競爭k-對策者低慢長大種群密度弱強r-對策者高快短小環(huán)境強弱r-k連續(xù)體過渡類型仙人掌第22頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五第七章生物群落與生態(tài)系統(tǒng)7.1地球上的生物界7.2生物與環(huán)境7.3生物種群與生物群落7.4生態(tài)系統(tǒng)7.5陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)7.6社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)7.7生物多樣性及其保護第23頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3生物種群與生物群落關于生物種群和群落種群種群生物個體生物個體生物群落研究內(nèi)容：空間、時間、結構生物種群：空間（數(shù)量、密度、個體分布格局）；時間（出生率和死亡率、種群增長）；結構（年齡結構、性比、種內(nèi)關系）生物群落：空間（外貌、生活型、群落環(huán)境）；時間（群落動態(tài)）；結構（種類組成、群落結構）第24頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學老年個體數(shù)成體數(shù)幼體數(shù)增長型穩(wěn)定型衰退型7.3.1種群及其一般特征3、種群的個體分布格局2、年齡結構和性比1、數(shù)量和密度隨機分布均勻分布成群分布單體生物和構件生物第25頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學環(huán)境阻力J形曲線S形曲線種群數(shù)量(Nt)K(K為環(huán)境容納量)時間(t)指數(shù)式增長“J”形 邏輯斯締增長“S”形t7.3.1種群及其一般特征4、(最大)出生率、(最小)死亡率5、種群增長第26頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3.1種群及其一般特征6、種內(nèi)關系-種內(nèi)競爭：爭奪食物、空間、配偶——數(shù)量調(diào)節(jié)

領域性：體重越大，領域越大領域大小受食物品質(zhì)影響

婚配制度：單配偶和多配偶第27頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3.2生物群落概念？

占據(jù)一定空間或地區(qū)的若干種群組成的一個完整而有序的種群集合體。

分類植物群落動物群落微生物群落第28頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3.2生物群落1、種類組成不同類型的群落有不同的生物種類群落交錯區(qū)與邊緣效應群落交錯區(qū)

亞熱帶常綠闊葉林針葉林熱帶雨林第29頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3.2生物群落1、種類組成生態(tài)位

群落中每一個生物種所占據(jù)的小生境（住所、空間）和它的功能（作用）的結合。群落成員型優(yōu)勢種：多度、密度、蓋度大，生活能力強，對生境有明顯影響的種群建群種：優(yōu)勢種中最優(yōu)者（蓋度最大、占有最大空間）單建群種、共建群種伴生種：群落中其他次要的種類第30頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學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決于群落中建群種的生活型熱帶雨林的板狀根奇妙的熱帶雨林莖花現(xiàn)象落葉闊葉林秋天的落葉第31頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3.2生物群落3、群落的結構垂直結構：成層現(xiàn)象（取決于生活型）小興安嶺北部針葉林的垂直結構熱帶雨林的垂直結構

一般來講，成層現(xiàn)象越復雜，植物對環(huán)境利用越充分，是對生態(tài)環(huán)境的一種良好的指示。第32頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3.2生物群落3、群落的結構水平結構：群落的水平格局，主要特征為鑲嵌性小騰格里沙地的榆樹疏林草原景觀生態(tài)結構：層片

具有一定種類組成，這些種具有相同的生活型和生態(tài)學特征，并具有一定的小環(huán)境。針闊混交林第33頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3.2生物群落4、群落環(huán)境特點：以森林群落為例太陽輻射氣溫及其日、年變化降水和空氣濕度空氣運動土壤5、生物群落的動態(tài)季節(jié)性變化：季相群落演替第34頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.3.2生物群落5、生物群落的動態(tài)群落演替進展演替與逆行演替演替頂級：進展演替的結果[次生演替示例]內(nèi)蒙古草原農(nóng)田棄耕后的恢復演替：貝加爾針茅群落-耕地-雜草-黃蒿-根莖禾草-貝加爾針茅群落[原生演替示例]美國密執(zhí)安湖沙丘上群落演替：沙丘-松柏林-山毛櫸—槭樹林原生演替與次生演替第35頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五第七章生物群落與生態(tài)系統(tǒng)7.1地球上的生物界7.2生物與環(huán)境7.3生物種群與生物群落7.4生態(tài)系統(tǒng)7.5陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)7.6社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)7.7生物多樣性及其保護第36頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.4生態(tài)系統(tǒng)7.4.1生態(tài)系統(tǒng)的概念？生物群落無機環(huán)境物質(zhì)、能量（連續(xù)）交換生態(tài)系統(tǒng)7.4.2生態(tài)系統(tǒng)的組分和結構1、組分非生物成分生產(chǎn)者消費者分解者第37頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.4.2生態(tài)系統(tǒng)的組分和結構-2、結構食物鏈、食物網(wǎng)大甲蟲杜鵑植物鷹蛇兔鼠毛蟲捕食食物鏈與碎屑食物鏈植物——杜鵑——鷹植物殘體（——蚯蚓——線蟲——節(jié)肢動物）——分解者思考：食物網(wǎng)與生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系？第38頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.4.2生態(tài)系統(tǒng)的組分和結構-2、結構營養(yǎng)級大甲蟲杜鵑植物鷹蛇兔鼠毛蟲鷹植物杜鵑第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級抹香鯨重金屬生物放大示意營養(yǎng)級與污染物生物放大作用

第39頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.4.3生態(tài)系統(tǒng)的基本功能2、能量流動：單向、逐級遞減太陽能生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者分解者呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸總第一性生產(chǎn)量太陽能植物呼吸凈第一性生產(chǎn)量動物食用微生物分解現(xiàn)存量1、有機物質(zhì)生產(chǎn)生物量“百分之十定律”第40頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學

主要貯存庫為巖石圈和土圈7.4.3生態(tài)系統(tǒng)的基本功能-3、物質(zhì)循環(huán)非生物環(huán)境生產(chǎn)者消費者分解者水循環(huán)氣體型循環(huán)沉積型循環(huán)主要貯存庫為水圈磷、硫、碘等；分解者磷酸鹽巖石有機磷酸鹽可溶磷酸鹽海洋生產(chǎn)者植食動物肉食動物C02、O2、N、Cl等；N2硝酸鹽蛋白質(zhì)氨固氮反硝化氨化細菌固氮沉積巖

主要貯存庫為大氣圈，其次為海洋第41頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.4.3生態(tài)系統(tǒng)的基本功能-4、生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)與生態(tài)平衡思考：五十年代，我國曾發(fā)起把麻雀作為“四害”來消滅的運動。在大量捕殺了麻雀之后的幾年里，你知道發(fā)生了什么嗎？——逼麻雀吐出了口糧，而真正的饑荒卻開始了

生態(tài)平衡數(shù)量時間捕食者被捕食者第42頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五第七章生物群落與生態(tài)系統(tǒng)7.1地球上的生物界7.2生物與環(huán)境7.3生物種群與生物群落7.4生態(tài)系統(tǒng)7.5陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)7.6社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)7.7生物多樣性及其保護第43頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.5陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)7.5.2陸地生態(tài)系統(tǒng)的三向地帶性緯向——緯度地帶性熱帶雨林-亞熱帶常綠闊葉林-溫帶落葉闊葉林-寒溫帶針葉林-寒帶凍原-極地荒漠經(jīng)向——干濕度地帶性從沿海到內(nèi)陸：森林-草原-荒漠垂直地帶性：長白山（北緯42°，東經(jīng)128°，海拔2744m）

300－500m，落葉闊葉林

500－1000m,針闊葉混交林

1000－1600m,山地針葉林

1600－1900m,山地矮林

1900－2744m，山地苔原帶第44頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.5陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)7.5.2陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要類型熱帶雨林特點：植物種類豐富，結構復雜，終年常綠，具板狀根和莖花現(xiàn)象氣候：赤道多雨氣候分布：赤道附近-熱帶雨林第45頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.5陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)7.5.2陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要類型熱帶稀樹草原特點：在草被層占勢的背景下散生一旱生矮喬木氣候：熱帶干濕季氣候分布：東非、南美巴西高原和印度等地-熱帶稀樹草原第46頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學7.5陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)7.5.2陸地生態(tài)系統(tǒng)的主要類型特點：種類和結構也較復雜，但遠不及雨林，喬木一般分兩層，土壤為紅壤和黃壤的酸性土氣候：亞熱帶濕潤氣候分布：我國長江流域、日本南部、美國東南部等常綠闊葉林-亞熱帶常綠闊葉林第47頁，共53頁，2022年，5月20日，11點12分，星期五自然地理學