地球科学概论-生物圈

地球科学概论-生物圈旅游与环境学院绪论地球的起源与演化地球的物理性质地球的圈层板块运动与地质作用大气圈水圈生物圈地表形态地球环境及其变迁自然资源及其利用自然灾害与减灾主讲：魏秀国生

物

圈第九章生物与环境生物群落生态系统地球科学概论生物圈的概念及提出提出：Eduard

Suess

18751920s苏联地球化学家维尔纳茨基

生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物，包括人类及其生存环境的总体。生物与环境生物存在于地理环境之中，它们在个体发育的全部过程中，经常不断地与环境间进行着物质与能量的交换。它从环境中取得必需的能源和营养物质，建造自己的躯体，同时又把不需要的代谢产物排放到外界环境中，以维持其正常的生命活动和种族的繁续。地球科学概论地球科学概论章 生物圈环境因素与生物的相互影响生态因素在环境中对生物的生命活动起直接作用的环境要素。如日光、热、水、风、矿物盐类和其他生物等。生境

生物或其群体具体居住地段的所有生态因素的总体。生态限制因素一个或几个生态因素的量或质低于或高于生物所能忍受的临界限时，不管其他因素是否适合，生物的生长发育和繁殖都会受到影响，甚至引起死亡。生物与环境地球科学概论最适范围章

生物圈生物与环境地球科学概论生物的适应性和指示现象生物适应性是指生物的形态结构、生理机能、个体发育和行为等与其生存的一定环境条件互相统一、彼此适合的现象。生物指示现象根据生物种或它们的群生物与环境椒花蛾的环境适应体、或生物的某些特征来确定地理环境中其他成分的现象。可以指示氟化物污染的郁金香

钙质土或石灰岩的标示植物热带亚热带强酸性土壤指示植物拟态现象生物圈的组成物质组成：有机物质（生产者/消费者/分解者）和■无机物质（阳光/岩石/大气/水/其它）元素组成：主要是氢、氧和碳，分别占49.8%、■■■24.9%和24.9%，共占生物有机体的99.6%。此外，还有微量的氮、钙、钾、硅、镁、磷、硫、铝等。系统组成：陆地生态系统；海洋生态系统。生物组成：原核微生物，原生生物，后生植物，■后生动物。地球科学概论生物圈的结构垂直准正态分布式结构：在垂直方向上，集中分布在某一范围内，而向上和向下都逐渐减小。水平连续不均匀结构：地球表面任何一个地方都有生物分布，生物在地球表面的分布是连续的。生物圈不是一个很均匀的圈层，生物在地表的分布是不均匀的。多级嵌套结构：多级系统在空间上相互交叉、叠置，并且相互联系、相互作用的。地球科学概论生物圈的结构特性地球科学概论生命的起源：从无机物到简单有机物阶段；从简单有机物到复杂有机物阶段；生物圈的形成与演化章生物圈从高分子有机物到具有新陈代谢机能的蛋白体阶段。生物圈的演化：生物种类由少到多；生物圈结构由简单到复杂；生物分布的空间范围由小到大并由海洋向陆地扩展。地球科学概论地球科学概论章生物群落生物的分布每个生物种都有一定的地理分布区，反映其现在与环境的关系和过去的物种演化历史。生物扩散：生物种个体或其散布器官、扩散体生物圈（种子、孢子和幼体）离开或进入其种群居住区并占领新栖息地域或分布区的现象。扩散是一种生态学过程，自然选择支持生物个体离开其出生地一定的距离。生物扩散也是一种历史过程，生物的分布和化石记录可以说明过去生物长距离运动的时间和性质。生物的地域分异与区系性纬度地带性：地球上生物的分布，大致呈带状沿纬线方向延伸，按纬度方向有规律地变化。干湿度分带性：由于距海远近等引起的水分条件的不同,从而使动植物分布由沿海向内陆依次发生变化。垂直带性：生物分布随山地海拔高度的升高而发生规律性的交替的现象。地方性：生物在局部地域的分异规律。区系性：不同动、植物在漫长的历史演变过程中,在一定的地理条件下,由于分布区相同而组成一定的生物区系。地球科学概论地球科学概论生物群落种

群占据着一定环境空间的同一种生物的个体集群。章 生物圈在自然界，种群是物种存在、物种进化和表达种内关系的基本单位，是生物群落或生态系统的基本组成部分，同时也是生物资源开发、利用和保护的具体对象。地球科学概论生物群落生物群落在一定地段的自然环境条件下，由彼此在发展中有密切联系的动物、植物和微生物有规律地组合成的生物群体。章 生物圈生物群落的动态(P257)昼夜变化和季相变化；演替和演化。地球科学概论生物多样性章生物群落遗传多样性一个物种内个体之间和种群之间的差别；生物圈物种多样性

一个区域内动植物和其他生物的不同类型；生物群落多样性

一个地区内（例如草原、沼泽和森林地区等）各种各样的生境；功能多样性

指在一个生态系统内生物的不同作用。章生态系统在自然界，生物群落总是通过连续的能量——物质交换与其生存的自然环境不可分割地生物圈相互联系和相互作用着，共同形成的统一的生态功能单位。生态系统的功能主要表现为生物生产、能量流动和物质循环，它们是通过生态系统的核心部分——生物群落来实现的。地球科学概论生态系统的结构章营养结构：生产者（绿色植物）；消费生物圈者（动物）；分解者（微生物）。空间结构：自养层和异养层；垂直分层。时间结构：昼夜或季节周期性。地球科学概论生态系统的功能生物生产：生物有机体在能量物质代谢过程中将能量和物质重新组合，形成新的产物的过程。生态系统的能量流：从植物固定太阳能开始。通过生态系统的能量单向流动。林德曼的百分之十率：后一营养级上的生产量远小于前一级,其能量转化效率大约为10%。生态系统的物质循环：生态系统中各种有机物质，经过分解者分解成可被生产者利用的形式归还环境中重复利用，周而复始地循环。地球科学概论1

000生物放大作用从污染生态学来看,食物链的研究具有十分重要的意义。因为污染物通过食物链产生逐级富集的现象,即生物放大作用。营养级越高的生物体内所含有的污染物的数量或浓度越大,从而严重地危害较高营养级生物的生长发育或人体健康。地球科学概论生态系统中的能量循环几个途径:(1)环境-生产者-环境;(2)环境-消费者-环境;(3)环境-分解者-环境;(4)环境-生产者-消费者-环境;(5)环境-生产者-分解者-环境;(6)环境-消费者-分解者-环境;(7)环境-生产者-消费者-分解者-环境。地球科学概论生态系统的负反馈作用及其自我调节反馈可分为正反馈和负反馈，两者

的作用是相反的。特别是负反馈对

系统的自我调节具有重要的意义。

生态系统中的反馈现象十分复杂，

既表现在生物组分与环境之间，也

表现在生物各组分之间及结构与功

能之间。在一个生态系统中，当被

捕食者动物数量很多时，捕食者因

获得充足食物而大量发展；捕食者

数量增加后，被捕食者数量又减少；接着，捕食者动物由于得不到足够

食物，数量自然减少。地球科学概论生态平衡章一个生态系统的各个因素或成分在较长时间内保持相对协调的稳定状态，系统中的生产生物圈者(绿色植物)、消费者(动物)和分解者(微生物)之间，生物与环境的物质和能量的输入和输出之间，存在着相对平衡的关系。衡量一个生态系统是否处于生态平衡，要考虑三个方面，即结构上的协调、功能上的和谐、以及输出和输入物质数量上的平衡。地球科学概论地球上主要生态系统类型生态系统人与生物圈人类是生物圈的组成部分章 生物圈人类的食物来源于生物圈植物为人类提供了赖以生存的氧气生物圈与生物资源地球科学概论人类与生物圈章二十一世纪人类面对的主要是人口、资源和环境等问题而这些问题的解决与生态系统都有密切的关系，生态系统的概念在人类实践生物圈活动中发挥出越来越大的作用。当今，无论是小面积的害虫防治、山林管理，还是大范围的农业规划、水土保持，甚至是全国性的国土整治等问题，都需要从生态系统的观点来考虑。生态系统理论已成为现代环境科学的基石。地球科学概论生态学三定律

生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数的效

应，其中许多是不可预料的。（多效应原理）

生态学第二定律：每一事物无一不与其它事物相互联系、相互交融。（相互联系原理）

生态学第三定律：我们所生产的任何物质均不应对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。（勿干扰定律）生态位

生态位（niche）系指一种生物种群所要求的全部生活条件，指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。由空间生态位、时间生态位、营