生物圈与生态服务功能

,No2.生物圈与生态服务功能,Biosphereandecologicalservice,一、生物圈概念、组成与特征,生物圈是地球上所有的生物生存环境的总体。范围包括整个水圈、岩石圈的上部（风化壳）和大气圈的下部（对流层）。大约是海平面上下10公里。一切生物，包括动物、植物、微生物和人类都是在生物圈内生存和发展。,1.生物圈概念,大气圈,一、生物圈概念、组成与特征,根据温度变化情况把大气圈划分为四层：对流层、平流层、中间层和电离层。对流层是贴近地面的一层，约10-20km，影响生物的一切气候现象都发生在对流层中。地球拥有一个由78%的氮气、21%的氧气、和1%的氩气混和微量其它包括二氧化碳和水蒸汽组成的厚密大气层。大气层是地球表面和太阳之间的缓冲。,2.1大气圈,2.生物圈组成,大气圈,一、生物圈概念、组成与特征,2.1大气圈,O2:地球上绿色植物光合作用的结果,是地球上一切生物所必需的物质.CO2:调节温度,绿色植物光合作用不可缺少的原料CO+H0（CHO）+O,2.生物圈组成,一、生物圈概念、组成与特征,2.1大气圈,C循环,碳是生命骨架元素。主要循环过程:有氧呼吸光合作用森林火化石燃料燃烧（人类影响）,O3作用大气中的臭氧绝大部分都集中在离地面大约2530公里的上平流层中,称为臭氧层。在绿色植物尚未出现于地球上以前，高空尚无臭氧层存在，太阳远紫外辐射把水汽分解为氢、氧两种元素。大气中氧的组分较多时，在高空就可能形成臭氧层。极薄的一层臭氧,对于地球上的生命非常重要,臭氧能吸收阳光中的紫外线,保护地球上的生物。,一、生物圈概念、组成与特征,2.2水圈,一、生物圈概念、组成与特征,水圈指包围地表的水层。海水是水圈最主要的成分，97.5%。地球上淡水占总水量的2.5%，其中大部分以两极的冰盖，冰河和深度在750米以下的地下水形式存在。真正可以利用的淡水资源只有不到1%的地面水和地下水。,一、生物圈概念、组成与特征,水循环,一、生物圈概念、组成与特征,2.3岩石圈和土壤圈,岩石圈一般指地球表面30-40公里厚的地壳。陆地上，岩石表面由于风化作用形成一层风化壳，风化壳是土壤的母质，与水分、有机质和生物等长时间作用形成土壤层。土壤圈是地球表面有一定肥力并能生长植物的圈层。是大气圈、水圈、岩石圈的过渡带。岩石圈和土壤圈贮藏着丰富的资源，是生物所需要的各种元素和化合物的源泉，是万物生存繁衍的基地。,一、生物圈概念、组成与特征,3.生物圈特征-区域性,生物圈分为很多不同的生物群系。在地面上，生物群落主要是以纬度划分，大部分活跃的生物群落都在赤道附近。地球上的植被类型虽然很复杂，但在陆地上呈大面积分布的地带性生物群落（biome）主要有以下几类：森林：热带雨林(tropicforest)常绿阔叶林(chaparral)落叶阔叶林(temperatedeciduousforest)北方针叶林(coniferousforest)草原：热带稀树草原(savanna)草原(temperategrassland)荒漠(desert)苔原(tundra),一、生物圈概念、组成与特征,分布于赤道附近的南北纬10之间的湿润区域，由热带种类所组成的高大繁茂、终年常绿的森林群落，对维持人类生存环境作用最大,地球上面积最大最为繁茂的植被类型。,一、生物圈概念、组成与特征,热带雨林(tropicforest),一、生物圈概念、组成与特征,亚热带常绿阔叶林(chaparral),分布在亚热带大陆东岸北纬22-40之间的湿润地区，由常绿的双子叶植物所构成的森林群落。亚热带常绿阔叶林内动物种类较为丰富，主要的哺乳动物是猴类和鹿类，著名的猴类为金丝猴、日本猴；中国西南地区分布的熊猫则是世界上最濒危的珍稀动物，被称为活化石。,温带落叶阔叶林(temperatedeciduousforest),一、生物圈概念、组成与特征,分布于温带湿润海洋地区的，由落叶双子叶植物所构成的落叶森林群落。结构简单，分层清楚，夏季林相郁闭，冬季林内明亮干燥；季相更替现象十分明显为其外貌的显著的特征.,一、生物圈概念、组成与特征,北方针叶林(coniferousforest),分布在北半球高纬度地区;冬季严寒，夏季温暖湿润，年温差较大。主要代表树种有云杉、冷杉和松。,一、生物圈概念、组成与特征,热带稀树草原(savanna),分布于热带干燥地区，以喜高温、旱生的多年生草本植物占优势，并稀疏散布有耐旱、矮生乔木的植物群落。,温带草原(temperategrassland),一、生物圈概念、组成与特征,温带草原出现于中等程度干燥、较冷的大陆性气候地区。植被分层简单，以多年生的禾本科草类占优势，代表动物有高鼻羚羊、野驴、骆驼等.,分布在亚热带和温带（纬度3040之间）的副热带无风地区。在荒漠群落中，植物是一些特别耐旱的超旱生植物，荒漠中的动物，多数有冬季和夏季休眠以及贮存大量食物以备越冬的习性。,一、生物圈概念、组成与特征,荒漠(desert),苔原(tundra),一、生物圈概念、组成与特征,冻原又称苔原，出现在高纬度和高海拔的寒冷地区，冻原的优势植物是多年生灌木、苔草、禾草、苔藓和地衣，植被的高度一般只有几厘米。冻原的典型动物有驯鹿、旅鼠、北极狐、北极黄鼠等.,1.人类从生物圈获得了什么?,二、人与生物圈的关系,食品、原料、能源等.净化空气和调节气候水供给、减缓干旱和洪涝灾害生物多样性维护、传粉、传播种子生物防治，娱乐、文化等.这些非实物型的获取为人类提供了巨大的福利，不能通过市场反映出来，并未引起人们的注意,是导致环境恶化的重要原因。,1.人类从生物圈获得了什么?,二、人与生物圈的关系,这些获取被生态学家定义为自然生态系统提供给人类的”生态服务功能”,“生态系统服务是指通过自然生态系统和其中的物种为维持人类生活而提供的一系列的条件和过程”。生态系统服务包括如下几个方面：生态系统产品的产出、生物多样性的发生和维持、气候和生命的维护、洪水和干旱的减缓、生物地球化学循环、生物生长所需各种养分的供给、生物授粉、自然害虫控制、种子传播或散布，以及对人的美学和精神调剂作用。地球陆地生态系统服务功能价值为平均每年33亿美元，约为当年全社会国民生产总值的1.8倍。我国生态系统的总价值为77834.48亿元人民币/年，是GDP的1.73倍（1994年）。,2.人类对生物圈的影响和破坏?,二、人与生物圈的关系,有人将人类在自然界的行为比喻为一个疯子或白痴闯进了古玩店，在乱打乱砸之后连他自己也不明白他干的是什么，造成了怎样的损失。,臭氧层破坏长期以来,全球除热带地区之外的大部分区域,平流层臭氧都有稀薄化的倾向，尤其是南极和北极地区。CFCs(chloroflurocaaarbons,氟氯碳化物)是造成臭氧洞的主要原因。紫外线会改变植物体内的化学变化,因此不仅农作物的生长受到影响,与植物关系密切的昆虫和草食动物都将遭到波及.甚至森林中枯枝枯叶形成的腐殖质,成分都会有所改变.臭氧洞如此牵一发而动全身的影响,势将危及整个地球生态环境的平衡.保护臭氧层为全球共识,二、人与生物圈的关系,温室效应,空气中含有约0.03%二氧化碳，但由于人类活动（如化石燃料燃烧）影响，近年来二氧化碳含量猛增，2008年二氧化碳在地球大气中的浓度为385.2ppm,工业革命前，二氧化碳在大气中的浓度大约为280ppm，几乎固定不变。2008年大气中甲烷的浓度为1797ppb，在工业革命前大气中的甲烷浓度约为700ppb。2008年氧化亚氮在大气中的浓度为321.8ppb，比2007年提高0.9ppb，比工业革命前高出19。1750年以来，大气中主要温室气体的浓度持续增长。1990年以来，二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和卤化碳浓度的增加都非常显著，其中二氧化碳浓度增幅最大。,二、人与生物圈的关系,温室效应,燃烧矿石燃料和农业生产等人类活动是排放温室气体的主要原因。科学家认为，温室气体大量排放是全球变暖和气候变化的驱动力之一。二氧化碳等温室气体含量增加导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高旨在遏止二氧化碳过量排放的京都议定书已经生效，有望通过国际合作遏止温室效应。,二、人与生物圈的关系,大气污染,二、人与生物圈的关系,酸雨,酸雨PH值小于5.6的雨.酸雨形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，以硫酸为主。硫酸和硝酸是由煤和石油燃烧以及金属冶炼等工业活动人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的.可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来的。目前，中国已成为世界上第三个酸雨严重污染区。,大气污染,二、人与生物圈的关系,酸雨,生态系统遭受损害,土壤、湖泊、河流酸化;酸化的湖泊、河流中鱼类减少,酸雨会伤害植物的新生芽叶，从而影响其发育生长；腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等，古建筑、雕塑像也会受到损坏；,热带雨林减少,二、人与生物圈的关系,原因：木材、燃料、林产品获取，耕地放牧占用，结果：土壤肥力下降，改变降雨格局，增加温度，增加二氧化碳含量.,水体污染,二、人与生物圈的关系,根据联合国统计，全世界河流稳定流量的4