第五节-陆地和水域生态系统

第五节陆地和水域生态系统,一、陆地生态系统的主要特征与分布规律二、陆地生态系统的主要类型三、水域生态系统的主要特征与类型,一、陆地生态系统的主要特征与分布规律,（一）影响陆地生态系统分布的因素1、纬度：太阳高度角及其季节变化因纬度不同，太阳辐射量也因纬度不同；2、经度：距离海洋远近不同；3、海拔高度：温度和降水量随着海拔高度变化而变化。,（二）陆地生态系统分布规律,1、纬度地带性：生态系统沿着纬线方向大致延伸成带而由南向北依次更替的分布规律，称为纬度地带性。2、干湿度带性（经度地带性）：由于海陆分布和大气环流等因素的作用，水分梯度表现为从沿海到内陆降水量逐渐减少，导致植被或生态系统大致沿经线方向延伸成带而由沿海向内陆依次更替的分布规律，称为干湿度带性（经度地带性）。,世界植被带图,3、垂直地带性：植被或生态系统随海拔高度升高呈带状依次分布的规律，称为垂直地带性。垂直带谱：每个山地的各个垂直带由下向上按一定顺序排列形成的垂直带系列叫做山地垂直带结构或垂直带谱。,影响山地生物垂直带结构因素：,1）各地生物垂直带谱所处纬度位置2）各地生物垂直带谱所处海陆位置3）山地的坡向、海拔高度等,一般表现为以下方面特征：,1）由低伟到高伟度地区，山地垂直带数目逐渐减少；同一垂直带分布的海拔高度逐渐降低，各自与它相适应的水平带汇合；在北半球，同一个垂直带的分布高度南坡略高于北坡；每个山地的垂直带谱类似于该山地所在的地带向极地的纬度地带系列，但不是等同。,下图中表示华中亚热带湿润地区的山地垂直自然带谱图的是,2）由沿海到内陆地区，以水分为主导，山地垂直带谱的特征互不相同而有湿润型和干旱型之分，湿润型山地以森林植被占优势，干旱型则以草原和荒漠植被占优势；相似垂直带（如森林）的分布高度，在干旱型山地比在湿润型山地高些。,3）无论由南向北或由沿海向内陆，山地垂直带谱的基带中，占优势的植被类型与该山地所在的水平地带性类型一致，往上它们被更加中生和对温度要求较低的类型所代替，基带的上界高度平均高出平地约500m，热带和亚热带地区可达8001000m。,二、陆地生态系统的主要类型,在陆地上，有些生态系统分布在一定气候带的显域生境，即主要受大气候支配，称为地带性生态系统。还有些生态系统，他们不确定分布在哪个地带内，而是分布在所有地带的适宜条件下，这类生物群称为非地带性生态系统。地带性生态系统的分布模式基本上是由气候，尤其是水、热组合状况决定的，每种气候都有它特定的地带性生态系统。,（一）热带地区生态系统（二）亚热带地区生态系统（三）温带地区生态系统（四）寒带地区生态系统,（一）热带地区生态系统,热带地区终年高温，由于降水量不同形成不同的气候类型，不同的气候类型形成不同的生态系统。在终年高温多雨气候条件下，形成热带雨林系统；有明显干湿季，但干季也有降雨，则形成热带季雨林生态系统；如果干季很少下雨或几乎无雨，则形成热带稀树草原生态系统。生境的差异，使各个生态系统表现出不同的特征。,1、热带雨林,1）生境特点及分布热带雨林主要分布于赤道附近，南北纬510以内的热带气候区，以南美亚马逊河流域、非洲刚果河流域和东南亚热带地区面积最大，发育最典型。气候：终年高温多雨，无明显的季节变化，年均温为2530，年降水量大于2000mm。土壤：典型土壤是砖红壤，土层深厚，因含有较高的氧化铁和氧化铝而呈现砖红色，土壤中营养矿物的效能较低。,我国的热带雨林,我国的热带雨林主要分布于台湾南部、海南岛和西双版纳等地。种类组成和结构比较简单，已属雨林的北部边缘类型。,2）生物群的基本特征,植物种类组成极为丰富群落外貌无明显的季相变化群落结构非常复杂乔木具有一些特殊的构造雨林中动物的一些特征,热带雨林生态系统是生物种类最丰富的系统。,在热带雨林中，由于生物种类丰富，很难找到优势种，同种生物个体数量较少，科的优势现象代替了种的优势现象。雨林中动物组成也十分丰富，以狭食性和单食性种类为多数，与植物组成相似，科的优势现象代替了种的优势现象。雨林生物种类复杂这一特点，构成了这一生物群其他特征的基础。,热带雨林,热带雨林外貌,系统的生活型组成是决定系统外貌的主要因素。,热带雨林的生活型特征是以高位芽植物占绝对优势，植物的叶子以中型全缘常绿单叶占优势。由于气候不存在季节变化，因此雨林植物群落外貌没有明显的季相变化。雨林动物生活规律的季节周期性也不明显，动物全年都在活动，无储粮习性，无冬眠和夏眠现象，无一定繁殖季节，无明显的换毛期。但动物活动的昼夜节律表现的比较明显。,热带雨林植物的成层现象十分复杂。,虽然它基本上也分为乔木、灌木和草本3个层次，但因整个系统生物种类繁多，占据的空间较大，故各层次都显得十分复杂。与植物一样，雨林中的动物也具有明显的分层现象。雨林中除了乔木、灌木、草本三个层片以外，还有大量的藤本植物、绞杀植物、附生植物、腐生植物和寄生植物层片，构成了雨林系统的特殊景色。,绞杀植物,附生植物,附生植物,雨林中藤本植物,寄生植物大花草,雨林中的乔木，往往具有以下特殊构造：（1）具有高大而整齐的树干（2）树皮非常薄，光滑（3）茎花现象（4）高大乔木发育着板状根,我国最高的被子植物望天树,老茎生花,老茎生花,咖啡的老茎生花,老茎生果的菠萝蜜,板状根,热带雨林,雨林动物表现的特征有,1、动物种类繁多，尤以昆虫、爬行类和两栖类的种类与数量最多；2、树栖种类居多；3、多数营独居生活，多采用躲藏方式来逃避袭击，不善于快跑与长跑，捕食动物多伏击；,皮翼目鼯猴,乌叶猴,小食蚁兽,3）热带雨林的意义及利用现状,热带雨林是所有陆地自然生态系统中生物生产力和生物量最高的，净第一性生产力约为20t/hm2.a,地上生物量可达300t/hm2；雨林对全球大气环境有很大的影响；雨林中能够生长很多有价值的经济作物。但是由于人类大规模地伐木制材或开辟种植园等方面的活动，已使大片雨林被消灭或被灌丛和稀树草原所代替。因此，合理地开发利用和保护热带雨林已成为当代生态学十分关心的重大问题之一。,2、热带季雨林生态系统,热带季雨林是分布在热带有周期性干湿季节交替地区的森林生态系统类型，主要分布于亚洲、非洲和美洲的热带地区。在东南亚热带季风气候条件下形成面积较大的热带季雨林系统。季雨林系统具有明显的季节变化，系统结构比雨林简单；动物具有明显的过渡性，种类组成比雨林少。,3、热带稀树草原系统,1）生境特点及分布又称为萨王纳，主要分布于干湿季对比明显的热带地区，主要在赤道两侧宽广地带，主要分布在非洲、澳大利亚和南美洲，总面积约为世界陆地面积的10%。气候特征：全年高温，但降水显著不均匀，旱季降水很少甚至无雨，天气干燥；土壤水分含量不能满足乔木需要，因此发展为以草本植物为主的稀树草原。,2）稀树草原生态系统的特征,稀树草原外貌典型特征是树木与草被混生，系统的季相变化非常明显，主要包括雨季和旱季两个季相。植物群落特征：植物主要由旱生多年生草本植物构成，散生一些独株或小丛旱生乔木；各类植物都具有明显的适应干旱环境的特征，藤本植物、附生植物很少。,稀疏草原景观,猴面包树,纺锤树,热带稀树草原动物特征,（1）以食草动物占优势；（2）动物多具有集群的生活习性（3）以地栖种类占优势；（4）穴居、善跑类型动物突出。,斑马群,稀树草原的角马群,稀树草原的鬣狗群,猎豹,猎豹是目前世界上在陆地上奔跑得最快的动物，它的时速可以达到112公里。,奔跑的袋鼠,羚羊,3）人类活动对稀树草原的影响,热带稀树草原的生产力比热带雨林低，净第一性生产力平均为7t/hm2.a，生物量约为24t/hm2，但草原上繁育着许多珍贵的野生动物，是发展畜牧业的重要基地。人类的一些经济活动使稀树草原受到很大破坏，使大批野生动物锐减，因此对稀树草原生态环境的保护受到了人类的重视，如非洲已建立了若干自然保护区。,（二）亚热带生态系统,亚热带处于热带和温带之间，因此生态系统具有很大的过渡性。由于亚热带大陆东西两岸和内陆气候的不同，因此分布着不同的生态系统。这一点在亚欧大陆表现的最明显，东岸为亚热带常绿阔叶林系统，西岸为亚热带常绿硬叶林与灌丛系统，内陆为亚热带荒漠生态系统。,1、亚热带常绿阔叶林生态系统,1）生境特点及分布也称为照叶林，是分布于亚热带地区大陆东岸的植被，主要在我国长江流域、日本南部、美国东南部等地。气候为亚热带湿润气候，夏季高温多雨，冬季少雨不甚寒冷，年均温为16-18摄氏度，年均降水量为800-2000mm。土壤类型为红、黄壤，有机质含量比砖红壤多，营养成分在土壤中的循环过程比砖红壤长。,2）生物群落的基本特征,植物群落特征：植物种类丰富，多数乔木具有被有蜡膜的革质叶片，且常与光线垂直，能反射太阳光，因此称为“照叶林”；植物系统外貌终年常绿，季相变化不如落叶阔叶林明显；系统垂直结构比热带雨林简单。,常绿阔叶林景观,动物群落特征,1）优越的气候与丰富的食物，使常绿阔叶林拥有众多的动物；2）种类组成混杂，具有明显的过渡性特征，特有种类少；3）动物的季相变化比热带雨林明显，许多爬行类、两栖类等动物具有冬眠现象。,亚洲常绿阔叶林主要分布于我国，另外在日本和朝鲜半岛也有少量分布。我国的亚热带常绿阔叶林北起秦岭淮河一线，南至北回归线附近，地区跨度较大，气候条件南北差异明显，可以划分为北亚热带、中亚热带和南亚热带常绿阔叶林三个类型。主要植物树种由壳斗科、樟科、山茶科构成；典型的动物有猕猴、金丝猴、穿山甲、大鲵、扬子鳄、白暨豚等。,2、荒漠生态系统,1）生境特点及分布荒漠系统主要分布于亚热带和温带的干旱地区，在地球上分布面积广泛，约占地球陆地面积的32.78%。荒漠地区生态条件极为严酷，气候极端干旱，年降水量小于250mm，有些地方多年不降雨，蒸发量超过降水量数倍或数十倍，日较差和年较差都较大，多大风和沙尘暴。土壤层很薄，质地粗，缺乏有机质。,2）生物群落的特点,荒漠植物群落：荒漠中植物生长十分稀疏，主要由半灌木和禾本科植物组成，种类非常缺乏。大多数植物具有旱生结构，有些植物在雨后迅速生长，很快就能完成整个生命周期，以种子、根茎、块茎或鳞茎等方式度过不利的季节。为了防止动物啃食，大多数灌木产生了一些保护性的适应特征，如带有荆棘、分泌有毒的乳汁等。,毛乌素沙地白芨滩国家级自然保护区,荒漠地区的植物,柴达木盆地的骆驼刺,荒漠中的仙人掌,荒漠动物系统特征,荒漠动物种类贫乏，数量少，密度低。以小型啮齿类和爬行类占优势，另外还有些有蹄类和鸟类。典型动物有：沙鼠、跳鼠、骆驼、野驴、沙鸡等。荒漠动物具有对干旱缺水、高温灼热的气候条件的适应，表现在行为上、形态上和生理上，如很多动物具有夏眠现象，昼伏夜出动物比较多见，穴居或能够迅速奔跑成为很多动物的生态习性；动物爪子具有特殊结构，具有保护色；骆驼放松恒温性等。,沙蜥,沙蜥,毛腿沙鸡,毛腿沙鸡,毛腿沙鸡,骆驼,骆驼蹄子,荒漠地区环境严酷恶劣，生物种类稀少，系统结构简单，自我调节能力差，是个脆弱的生态系统，在改造利用时应当十分慎重。,（三）温带生态系统,温带地区由于距离海洋远近的不同，形成了温带湿润、亚湿润、亚干旱和干旱气候，与此相适应分别形成了温带落叶阔叶林、温带草原生态系统和温带荒漠生态系统。在温带北部与寒带交界处，形成了寒温带针叶林系统。,1、温带落叶阔叶林,1）生境特点及分布也称为夏绿阔叶林，是在温带湿润气候条件下形成的地带性生态系统，在北半球主要分布于西欧、北美东部和东亚。在我国主要分布于华北地区和东北南部。在南半球分布很少。气候特征为夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，四季变化明显；该系统典型的土壤类型为棕壤和褐土。,2）群落的基本特征,植物以冬季落叶的阳性阔叶树种为主，如山毛榉属、栎属、槭属、椴树等；垂直分层现象不如热带雨林发达；林间藤本植物不发达，主要为草质和半草质为主。动物种类比较丰富，既有较多的树栖种类，如松鼠、花鼠、啄木鸟、杜鹃等，也有较多的地栖种类，如狍、鹿、黑熊、鼬、狐等。群落季相变化非常明显。,温带落叶阔叶林四季变化,落叶阔叶林,落叶阔叶林地区人类活动频繁，森林被砍伐，土地被开垦，使原生森林所剩无几；在我国目前仅见于某些深山区，大部分低山丘陵区的落叶阔叶林被落叶灌丛和草坡代替，另有片状油松林和侧柏林分布；在已开垦的土地上，生产着多种农作物，如冬小麦、玉米、高粱、棉花等，水果也很多，而且品质很好，如苹果、桃、杏、枣等。,2、温带草原生态系统,1）生境特点及分布温带草原是陆地主要生态系统之一，分布于内陆干旱到半湿润气候区，主要有欧亚大陆草原、北美草原和南美草原等。草原区具有大陆性气候，四季分明，夏季温暖，冬季严寒。雨量少，多集中于夏季，且年际变化较大；地带性土壤为富含腐殖质的黑钙土和栗钙土，它们是世界上生产力最高的地带性土壤之一。,2）生态系统的基本特征,在植物种类组成上以多年生禾草占优势，很少见到乔木，草本植物普遍具有旱生结构。动物的种类组成较热带地区贫乏，且动物以善于奔跑和穴居的类型为主，聚集成群也是草原动物的主要特征。温带草原系统的季相变化十分明显，一年中可以出现许多个季相。,温带草原景观,我国温带草原是欧亚草原的一部分，从东北的松辽平原经内蒙古一直到达黄土高原，呈东北-西南连续呈带状分布，主要包括三个类型，即草甸草原、典型草原和荒漠草原。,草甸草原,典型草原,荒漠草原,3、寒温带针叶林,1）生境特点及分布在北美和欧亚大陆北部有一条宽广的巨大森林带，即寒温带针叶林系统，也称为泰加林系统，主要分布于北纬4570之间的寒温带气候区。我国仅分布于大兴安岭北部和阿尔泰山。气候特征是夏季温凉短促，冬季严寒而漫长，冬季有积雪，常有冻土层出现。典型的土壤类型为灰化土。,2）生态系统的基本特征,生物种类组成贫乏；群落结构简单，层次清晰；动物有许多特殊的生态习性,针叶林景观,针叶林景观,明亮针叶林,暗针叶林,寒温带针叶林,毛皮动物紫貂,猞猁,3）针叶林的经济意义,针叶林的生产量不如阔叶林高，但植物生物量较高，且多数乔木主干端直，分枝细短，为良好的木材资源。针叶林还有丰富的林副产品资源，以及许多珍贵的毛皮兽和珍贵的中药材。在夏绿阔叶林和针叶林之间，有一个过渡区域，表现为纯针叶林和纯阔叶林镶嵌的相互交错分布，有的则形成针阔混交林。,（四）寒带生态系统,寒带地区热量少，气候极端恶劣，冬季漫长而酷寒，暖季短促而凉爽，无真正的夏季。恶劣的气候条件限制了绝大多数生物生长，在这里只发育了寒带冻原生态系统。,群落特征,1、生物种类贫乏；2、苔原带植物有许多特殊的生态适应3、苔原带动物具有极强的耐寒能力,冻原带景观,苔原带的