生态学课件第7章系统分类

生态系统多样性一、地球生态系统的划分陆地生态系统水域生态系统荒漠淡水苔原（冻原）静水：湖泊、池塘、水库等极地流水：河流、溪流等高山海洋草地远洋稀树干草原珊瑚礁温带针叶林上涌水流区亚热带常绿阔叶林浅海（大陆架）热带雨林河口（海湾、海峡、盐沼泽等）农业生态系统海岸带城市生态系统陆地生态系统生物群落空间分布地球上自然生态系统首先可划分为陆地生

态系统和水域生态系统。在陆地生态系统

和水域生态系统之间还存在湿地生态系统。陆地生态系统生物群落空间分布格局表现为水平分布和垂直分布。Whittaker(1975)指出：年平均温度和降水量的交叉作用形成了陆地生物群落的不同类型和分布规律，并编制了全球主要群落类型与温度和降水量关系图。风云卫星的地球植被图像二我国的生物群落分布我国位于欧亚大陆东南部的太平洋西岸，西北部深入大陆腹地。冬季常有寒潮由北向南运行，夏季盛行的季风带着湿气吹向大陆。又由于地形的复杂，我国从东南到西北依次有湿润、半湿润、半干旱、干旱和极端干旱的气候。植被相应的变化，依次反映了经度地带性分布。中国植被地带地球上陆地生物群落还表现出因高度不同而呈现垂直分布现象。山地植被随海拔升高发生了垂直地带性变化，其排列是有一定秩序的，沿山地形成山地垂直带谱。一个山体有一个山体特有的植被垂直带谱水平地带性与垂直地带性的关系永久冰雪高山苔原高山草甸高山灌丛

亚高山针叶林落叶阔叶林赤道常热绿带阔雨叶林林亚热带 温带 寒温带

寒带

极地

北极三、森林生态系统森林是以乔木为主体，具有一定面积的密度的植物群落，是陆地生态系统的主干。森林群落与其环境在功能流的

作用下形成一定结构、功能和自调控的自然综合体就是

森林生态系统。森林生态系统(forest

ecosystems)是

陆地生态系统中面积最大、最重要的自然生态系统。据专家估测，历史上森林生态系统的面积曾达到76亿hm2，覆盖着世界陆地面积的2/3，覆盖率为60%。在人类大规模砍伐之前，世界森林约为60亿hm2，占陆地面积的45.8%。至1985年，森林面积下降到41.47亿hm2，占陆地面积的31.7%。至今，森林生态系统仍为地球上分布最广泛的系统。它在地球自然生态系统中占有首要地位。在净化空气、调节气候、保护环境等方面起着重大作用。森林生态系统共同特征物种繁多、结构复杂是个巨大的基因库森林生态系统类型多样系统的稳定性高生产力高、现存量大，对环境影响大森林生态系统的主要类型热带雨林生态系统季雨林生态系统常绿阔叶林生态系统落叶阔叶林生态系统常绿、落叶阔叶混交林生态系统针叶林生态系统主要森林群落的类型、分布、特点、代表树种和在我国的分布1、热带雨林生态系统1、热带雨林生态系统分布：热带雨林(tropical

rainforest)分布在赤道南北的热带界线内，是目前地球上面积最大，对人类生存环境影响最大的森林生态系统。早在20世纪70年代，Lieth(1972)估算，热带雨林面积近1700万km2，约占地球上现存森林面积的一半。常分为三个区域:南美洲的亚马孙盆地；非洲热带雨林区，和印度-马来亚热带雨林区，往北可延至我国西双版纳和海南岛。1、热带雨林生态系统气候特点：全年温度高而温差小，雨量充沛而均匀。热带平地年均温在20～28℃之间。不同地点的平均温度变化非常小。在赤道附近最热，最冷月平均差小于5℃，离赤道越远温度差加大，最大也很少超过13℃。各地年降水量最少有2000mm，多的可达10000mm，但不同地区的水分总量和季节分配有较大差异。但总的来说全年降水分布均匀。相对湿度很高，有的可达

90%以上。1、热带雨林生态系统生态系统特点：（1）物种组成极为丰富。热带雨林绝大部分是木本植物，物种极为丰富，高等植物有

45000种以上。层次复杂，简化为乔木、灌木和草本三个层次。但因群落种类复杂，所占空间较大，故又可分为三个亚层。所以，整个雨林群落一般可分为5～8层。乔木高大挺直、有板状根和茎花现象。板状根(plank

buttresses

root)，它由地面粗大侧根发育而来，常是扁平的三角形的根，每一树干有3～5条，多的可有10条。高度可达地面上9m

，显得壮观。茎花现象

(cauliflory)，是指直接在无叶的木质茎上开花、结果。具有这种茎花现象的植物在雨林中约有1000种，可可树(Theobroma

cocao)就是其中之一。1、热带雨林生态系统（特点）（2）热带森林中具有大量藤本植物和附生植物是其结构上的特色。木质藤本植物形状多样，长度惊人，10m，数十米，而有藤(Calamus)可达300m。穿插于树冠之间，把树冠紧紧地联系起来。小而细的草质藤本植物都生长在林下，独成一局。附生植物，除了苔藓、地衣、藻类外，还有大量的有花植物，如兰科、风梨科、萝摩科等，常附生于树干或树枝上，形成"空中花篮"独特景观。1、热带雨林生态系统（特点）（3）能量流动和物质循环等生态过程速率都很高、生产力也特别高，与之相伴的呼吸消耗量也很大。据研究，每年有机物质的增长量为100000～200000kg/hm2，地面枯枝落叶等于物质的年积累量可达

11550kg/hm2。由于热带物质循环特点，分解后的矿质元素可很快被植物再吸收，所以土壤中元素的积累相对为少。1、热带雨林生态系统（特点）（4）与植物根共生的真菌发挥了作用。这些真菌与根共生成真菌菌根，能够消化有机物质并且从土壤中吸收营养元素送到根系中。热带雨林生态系统中菌根在物质循环中发挥了积极作用，这一状况表明雨林生态系统中是依靠了菌根中真菌直接把营养物质送入植物的直接循环，而不是靠矿质土壤。1、热带雨林生态系统主要树种：（1）美洲雨林的面积最大。主要分布于亚马孙河流域。这里豆科植物是优势科，藤本植物和附生

植物特别多，风梨科、仙人掌科、天南星

科和棕榈科等植物也很多。经济作物有可

可树、椰子属和三叶橡胶等均原产于这里。王莲(Victoria

regia)叶子的直径可达

1.5m，是这里特有植物。1、热带雨林生态系统（2）非洲雨林区面积不大，主要分布在刚果盆地。这里有大量的特有种。有引人注目的棕榈

(Raphia

vinifera)、油椰子(Elaeisguineenis)等。咖啡属全世界35种，非洲有20种。在西非却以楝科为主，也有一定数量的豆科植物。总的看来，非洲雨林种类较为贫乏。1、热带雨林生态系统（3）印度-马来雨林区包括亚洲和大洋洲热带雨林。但是大洋洲的雨林面积并不大，在东亚有大面积的雨林。亚洲雨林主要分布在菲律宾群岛、马来半岛、中南半岛的东西两岸，斯里兰卡南部以及中国的南部。这里林区是以龙脑香科(Dipterocarpaceae)为优势。还有高大的木本真蕨八字桫椤属

(Alsophila)、桫椤属(Caythea)、白藤属

(Calamus)和兰科植物等。1、热带雨林生态系统中国热带雨林：主要分布在台湾、海南、云南等省。以云南西双版纳和海南岛最为典型。主要乔木树种是:桑科的见血封喉(Antiaristaxicaris)、大青树(Ficusaltissima)，楝科的麻楝树(Chukrasia

tabularis)、臭楝

(Dysoxylum

proceram)，远志科的暹罗叶树

(Xanthophyllumsiamense)、无患子科的番龙眼(Pometia

tomentosa)以及番茄枝科、榆科和棕榈科植物，海南岛可见到青皮(Vaticaastrotricha)林，在西双版纳可见到望天树

(Parashorea

chineses)林。2、季雨林生态系统2、季雨林生态系统分布：季雨林(monsoonforest)生态系统是不连续地分布于亚洲、非洲和美洲的热带地区。它在亚洲分布面积最大。2、季雨林生态系统特点：在干旱季节部分落叶或全部落叶。种类成分、结构和高度等均不及雨林发达。季雨林的生活型以木本高位芽植物为主。

其中落叶成分占一定的比例，这有别于热

带雨林。季雨林热带雨林中国季雨林生态系统落叶季雨林半常绿季雨林石灰岩季雨林中国季雨林生态系统落叶季雨林：主要分布于海南的西部和云南南部。特点：群落高度比较低矮、结构比较简单，乔木只有两层(图14-2)优势种突出，多为落叶树种，枝干弯曲，树冠阔大。藤本和附生植物不多，缺乏茎花植物。主要树种有鸡占(Terminalia

hainanensis)、银柴(Aporosa

chinensis)、毛柿(Diospyros

strigosa)等。中国季雨林生态系统半常绿季雨林：在我

国热带北部分布最广。种类数量和典型性上

都不如雨林。有榕树-白颜树-鸭脚木林等群系。中国季雨林生态系统石灰岩季雨林：是生长在石灰岩地区的一类植被型。主要分布在广西南部、云南南部山地上。组成种类多数是石灰岩所特有。有四数木林

(Form.

Tetramelesnudiflora)群系等。3、常绿阔叶林生态系统3、常绿阔叶林生态系统分布：常绿阔叶林(evergreen

broad-leaved

forest)，又称樟叶林

(Laurilignosa)生态系统，主要处于欧亚大陆东岸北纬22～40之间。此外非洲东南部美国东南部:大西洋中的加那利群岛等地也有少量分布。中国的常绿阔叶林是世界上分布面积最大，发育最好的林子。3、常绿阔叶林生态系统气候特点：常绿阔叶林生态系统处于明显的亚热带季风气候区。夏季炎热而多雨，冬季稍寒冷，春秋温和，四季分明。年平均气温16～18℃，最热月平均温度为

24～27℃，最冷月平均为3～8℃，冬季有霜冻，年降水量1000-1500mm，冬季降水少，但无明显干旱。3、常绿阔叶林生态系统生态系统特点：（1）常绿阔叶林生态系统终年常绿，物种甚为丰富，是由常绿双子叶植物构成，较热带雨林简单，乔木一般分为两层，高度在16～20m左右，很少超出25m。藤本植物和附生植物仍可常见，主要是草质和木质小藤本。3、常绿阔叶林生态系统（2）常绿阔叶林生态系统地上生物

量和生产力仅次于热带雨林生态系统，居第二位。据报道，四川常绿阔叶林

生态系统中大头茶(Gordoniaascillaris)地上生物量为150～176t/hm2，净初级生产量为lOt/hm2左右。其中90%以上为地上部分。3、常绿阔叶林生态系统中国常绿阔叶林生态系统：分布：从秦岭、淮河以南到广东、广西中部的广大地区。

树种组成：植物群落是由壳斗科、樟科、山茶科等种类所组成。树木叶片以小型为主，且常与光线照射方向垂直，故又称为照叶林。这些基本成分也是区别于其他森林系统的重要标志。壳斗科中主要有青冈属(Cyclobalanopsis)、石栎属

(Lithocarpus)等的许多种类；樟科中主要是樟属

(Cinnemomum)、楠木属(Phoebe)等的一些种类；山茶科中木荷属(Schima)、山茶属(Camellia)的一些种类；还有木兰科中木莲属(Manglietia)和含笑属(Michelia)等一些种类，但很少成为上层优势树种。还有第三纪活化石植物构成的森林，如水杉(Metasequoiaglyptostroboides)林和秃杉(Taiwania

flousiana)林等。种子植物有2674属、

14600种以上。4、落叶阔叶林生态系统4、落叶阔叶林生态系统分布：落叶阔叶林生态系统(deciduousbroad-leaveforestecosystem)，其植物群落为落叶阔叶林，又称夏绿林(summer

greenforest)或夏绿木本群落(aestilignosa)。它是温带地区湿润海洋性气候条件下的植被。落叶阔叶林生态系统分布于中纬度湿润地区。世界范围内主要分布在三个区域:北美大西洋沿岸；西欧和中欧海洋性气候的温暖区和亚洲中部。4、落叶阔叶林生态系统气候特点：该生态系统内气候四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷。年平均气温

8～14℃，1月平均温度在0℃以下，7月平均温度24～28℃，年降水量一般为

500～1000mm。由于冬季寒冷，整个植物群落中的植物都处于休眠状态。树木仅在温暖季节里生长，入冬前树木叶子枯死并脱落。土壤为褐色土与棕色森林土。4、落叶阔叶林生态系统生态系统特点：（1）落叶阔叶林生态系统最显著的特征是有了明显的季节更替。由于冬季寒冷，时间又长，植物在秋季落叶是防止干旱和寒冷的一种适应。冬季光秃的树干，林内明亮、干燥。夏季呈现一片绿色。落叶阔叶林的结构简单而清晰。多为乔木层、灌木层、草本层和地被层。林内木质藤本植物和附生植物均不多见，以草质和半木质藤本为主，攀援能力不强。4、落叶阔叶林生态系统（2）落叶阔叶林生态系统的消费者中哺乳动物有鹿、獾、棕熊、野猪、狐、松鼠等，鸟类有野鸡、莺等，还有各种各样的昆虫。Davigneaud(1974)报道了林龄为120年的栎+鹅儿枥林生态系统生产者和消费者的生物量。落叶阔叶林生态系统内叶面积指数为5～8，净初级生产量为10-～5t/hm2

。现存生物量可达200～400t/hm2落叶阔叶林生态系统中巨大的绿色植物生物量仅养活着少量的动物，而动物生物量又集中在土壤动物上。蚯蚓的个体数量平均每平方米达100条。无疑，无脊椎动物数量上比脊椎动物的数量大得多，作用也极为明显。鳞翅目幼虫大约为200000～1000000头/hm2，猖獗年份数量更大，可达几百万头之多。4、落叶阔叶林生态系统中国分布：亚洲阔叶林生态系统分布于东部沿海的区域，包括中国、朝鲜和日本的北部。我国落叶阔叶林生态系统有长白山区海拔700m以下的低山、丘陵、东北南部、华北平原、黄土高原南部、秦岭至淮河一线以北广阔地区。主要树种：是壳斗科中的落叶树种，如栎属(Quercus)、栗属(Castanea)和山毛榉属等为优势种。其次是桦木科中的桦属(Betula)、鹅耳枥属(Carpinus)和赤杨属(Alnus)，榆科的榆属

(Ulmus)、朴属(Celtis)，槭树科中的槭属(Acer)，杨柳科中的杨属

(Populus)等。林下灌木和草本植物都极为丰富。植物资源丰富，有多种落叶果树，如梨、苹果、桃、李、杏、胡桃、枣、栗、柿子等。5、常绿、落叶阔叶混交林生态系统5、常绿、落叶阔叶混交林生态系统常绿、落叶阔叶混交林生态系统的植物群落是北亚热带丘陵、低山地区的地带性植被是过渡类型。由于冬季气温低而绝对低温尚高，因而形成了混交林。这种生态系统中树木一般无明显的优势种，林冠郁茂，参差不齐。因有落叶阔叶树的存在，因此常有明显的季节性。群落结构通常分为乔木层、灌木层和草本层。乔木层又可分为2～3个亚层，最高一层由落叶阔叶树组成，主要树种为壳斗科的栎属和水青冈属植物等，一般第二亚层为常绿树种，第二和第三亚层均以常绿阔叶树种为主，常见的有:青冈(Cyclobalanopsis

gauca)、冬青(Ilexchinensis)、苦槠(Castanopsis

sclerophylla)及石南

(Photina

serrulata)等，都是耐寒树种，总是在落叶阔叶林之下。6、针叶林生态系统6

、针叶林生态系统分布：针叶林生态系统(coniferousforest

ecosystem)处于北半球高纬度地区，面积约1200万km2，仅次于热带雨林生态系统，居第二位，是寒温带地带性生态系统，它也是森林群落分布的最北界。6

、针叶林生态系统气候特点：针叶林生态系统处于寒温带，由于纬向跨度辽阔，气候状况多样。一般说，大陆性气候明显。年平均气温多在0℃以下，夏季最长也仅一个月，最热月平均15～22℃；冬季漫长，达9个月之久。最冷月平均-38～-21℃，绝对低温可达-52℃。多集中在夏季降雨，年降水量400～500mm。土壤主要为棕色针叶林土，土层浅薄。有永冻层，不适于耕作。6

、针叶林生态系统生态系统特点：（1）针叶林生态系统生物成分贫乏。多为单优种森林，树高20m左右，这与阔叶林有明显区别。林下灌木稀疏，以常绿小灌木和草本植物组成的地被层很发达，常有多种藓类。林下落叶层很厚，一公顷多达50t，分解缓慢。下部常与藓类组成毡状层。树木根系较浅，这是对土壤冻结层的适应。6

、针叶林生态系统（2）针叶林终年常绿，但因冷季长，净初级生产力很低，

Rodin等报道，泰加林的生物量可达100～330t/hm2，

但净初级生产力每年仅4.5～8.5t/hm2，是所有森林生态系统中最低的。在中温带地区，冬季并不太冷，针叶林净初级生产力可达14t/(hm2·

年)，全球年生产力

9.6109t，占全球森林生态系统总生产力77.2109t/年

的12.4%。其消费者有驼鹿、马鹿、驯鹿、貂、猞猁、

雪兔、松鼠、鼯鼠、松鸡和榛鸡等及大量的土壤动物。

而昆虫中一些害虫常对针叶林造成威胁，猖獗年份将针

叶吃得精光。许多动物有季节性迁徙现象，多数有休眠。6

、针叶林生态系统我国分布：大兴安岭。树种：兴安落叶松、樟子松、红松四、草原生态系统四、草原生态系统分布：草原是一种地带性的类型，地球上的分布可分为温带草原与热带草原两类生态系统。温带草原生态系统分布在南北两半球的中纬度地带，主要分布在欧亚大陆草原、北美和南美。地球上最辽阔的欧亚大陆草原，自欧洲多瑙河下游起，经匈牙利，这里分布的植被称为"普斯塔

"(puszta)草原，分布在罗马尼亚、前苏联、蒙古，并直达中国境内，有干草原(steppe)之称；北美大陆草原，分布也极辽阔，北起加拿大南延美国得克萨斯州，这里是普列里草原(prairie)；南美草原主要分布在阿根廷中部平原，称为盘帕斯草原(pampas)。热带、亚热带草原生态系统主要分布于非洲，南美洲和澳洲的半干旱地区四、草原生态系统气候特点：温带草原地区夏季温和，冬季寒冷，春季或晚夏有一明显的干旱期。热带、亚热带草原地区终年温暖，降水量常达

1000mm以上。土壤受到高温多雨的影响，强烈淋溶，以砖红壤化过程占优势，比较贫瘠。一年中存在一个到两个干旱期。此外，草原生态系统还分布在高山和高原。四、草原生态系统生态系统特点：温带草原由于低温少雨，

草群低矮，其地上部分高度多不超过lm，耐寒早生禾草占优势。热带、亚热带草原生态系统是以高大禾本科植物(常达2-3m)为主，其中常散生一些不高的乔木和灌木，故称稀树草原或者叫萨王纳(savanna)。四、草原生态系统中国分布：中国草原生态系统是欧亚大陆温带草原生态系统的重要组成部分。它的主体是东北一内蒙古的温带草原，绵延约4500km，南北延伸纬度17º(N35º～52º)，东西跨越经度44º(E83º～127º)。面积400万km2，占国土面积的1/5。在此空间范围内，生态条件复杂多样，加之海拔高度的差别，由东向西气候变得干燥，可将草原生态系统分为三个类型。草甸草原、典型草原、荒漠草原四、草原生态系统草甸草原：(meadowsteppe)生态系统是最湿润的类型，如呼伦贝尔等地，多分布在森林与干草原的中间地带，这里年降水量为350～420mm，年均温为-2.8～3.1℃。在黑钙土上的建群种为中旱生植物和广旱生的多年生草本植物。优势植物有贝加尔针茅(Stipabaicalensis)、羊草(Aneurdepidium

chinensis)和线叶菊(Filifoliumsibiricum)等。还有花色艳丽而高大的杂草类，如奇特芍药(Paeonia

anomala)、马先蒿(Pedicularisresupinata)等，群落茂密而高大，有人称为"高草草原

"(tall

grassprairie)，生产力较高，是优质草场。四、草原生态系统典型草原(typical

steppe)生态系统是草原中的典型类型。分布于比草甸草原更干燥的地区，以锡林郭勒草原为代表的类型，这里年降水量为218～400mm，年均温为-2.3～4.5℃，建群种为旱密丛禾草植物，以大针茅

(Stipa

grandis)、克氏针茅(S.

krylovii)、羊茅

(Festuca

ovna)和冰草(Agropyron

cristatum)等为优势植物群落。层次分化明显，第一层由羊草及高杂草组成，高50cm左右；第二层由丛生禾草的叶丛构成，高

20～25cm；第三层为寸草苔等，高度多在l0cm以下。四、草原生态系统荒漠草原(desert

grassland)生态系统是草原中最旱的类型。分布在锡林郭勒往西到二连浩特、鄂尔多斯西部一带。建群种由强旱生丛生小禾草组成，这里气候越来越干燥，年降水量仅150～280mm，年均温2.6～4.7℃，土壤为棕钙土，草丛低矮不到20cm，覆盖稀疏，不足20%。以戈壁针茅(Stipa

gobica)、石生针茅(S.

kleinenzii)、蓍状亚菊(Ajania

achilleoides)等为优势植物。这里生产力较低，但草原质量较好。草原

特点：耐寒的旱生多年生草本为主的植被类型，禾本科为主，群落结构一般分三层高草、中草、矮草，地下部分强烈发育气候：年降水量少，多集中于夏季，冬季少雪而严寒，大陆气候分布：欧亚大草原、北美大草原、南美的盘帕斯大草原我国分布：内蒙古高原、辽河平原、松嫩平原、黄土高原和青藏高原，分为：草甸草原、干草原、荒漠草原和高寒草原荒漠

特点：植被耐旱性强、叶面积退化，以小枝茎代行光合作用，叶、枝有发达的保护层、根系强大。气候：降水稀少、极端干旱、植被稀疏分布：非洲、北美、澳大利亚、亚洲五、荒漠生态系统我国分布：准葛尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、河西走廊、内蒙古西北冻原特点：冬季严寒而漫长、夏季短促而凉爽，植被组

成简单，多是灌木和草本，无乔木，苔藓地衣发达。分