自然地理学：第七章 生物群落与生态系统.ppt

第七章生物群落与生态系统,第七章 生物群落与生态系统,第一节 地球的生物界 第二节 生物与环境 第三节 生物种群与生物群落 第四节 生态系统 第五节 陆地和水域生态系统 第六节 社会-经济-自然复合生态系统 第七节 生物多样性及保护,生物圈（biosphere）,概念：地球上存在着生物并受其生命活动影响的区域 范围：它包括大气圈的下层，整个水圈和岩石圈的上层，厚度约达20公里而生物的大部分个体集中分布于地表上下约100米厚的范围内 特征：是地球四大圈层中最活跃的圈层，在能量转化固定、物质循环、信息传递发挥十分重要的作用第一节 地球的生物界,从元素到生命的进化顺序 (M. Calvin, 1975),生命的起源,2021/10/8,5,遗传密码,2021/10/8,6,细胞分裂前的DNA复制,生物分类系统,为了更好识别和保护丰富繁杂的生物种类，按照生物形态与解剖特征、习性差别、亲缘关系等差异，然后根据其演化趋向和由低级向高级的顺序，建立生物分类系统 等级单位：界、门、纲、目、科、属、种 种：起源于共同祖先、具有级相似的形态和生理特征，能自然交配产生可育后代并具有一定自然分布区的生物个体群。

是生物分界最基本的单位生态学（景观生态学）,广州市市花：木棉花,植物界 被子植物门 双子叶植物纲 锦葵目 木棉科 木棉属 木棉花,行道树？,景观 意义,对于羊城来说，木棉花并不仅仅是南国特有的物种和景观，多少年的岁月沉淀，它已成为这座城市的文化符号和这里人们抹不去的情感基因 1982年评选市花 木棉树由于树叶稀疏、棉絮较多、生长缓慢等特性，不适合作为行道树2021/10/8,10,二界分类系统： 瑞典生物学家林奈（Linnaeus）：将地球上的生物分为动物和植物两大界 动物：以植物或猎物为食物的异养生物，能够运动 植物：多是自养的、不运动的或是被动运动的；,三界法 四界法 五界法：原核生物界、原生生物界、植物界、真菌界和动物界一、原核生物界 是一类起源古老、细胞结构简单、不具备核膜、没有明显细胞核的原始生物: 细菌和蓝藻 细菌：单细胞微生物按其营养方式可分为异养的、光自养的和化能自养的三类 蓝藻：一种细胞中无细胞核、含有叶绿素和藻蓝素，可进行光合作用的自养生物，藻体多呈蓝绿色原核生物细菌,原核生物蓝藻1,二.原生生物界,原生生物是由原核生物进化而来的另一类微生物，有机体以单细胞的为主，也有一些群体。

细胞内都具有由核膜包围起来的真正的细胞核，属真核生物有些原生生物细胞内含有叶绿素和其他色素，为可进行光合作用的自养生物，如裸藻、金藻、甲藻等；有些则不含有色素，为非光合作用的异养生物，如肉足虫、纤毛虫等 原生生物主要生活于水中和湿润的陆地环境中原生生物金藻,原生生物直链藻,三.植物界,这是一种细胞中具有明显细胞核的真核生物，有机体的细胞中多含有叶绿素或其他色素，能够利用太阳光能制造有机食物的自养生物极少数为非绿色的寄生物 包括除蓝藻之外的全部藻类植物和所有高等植物1、藻类：低等植物，植物体没有根、茎、叶的分化，多为单细胞生物或呈叶状体与丝状体 常见的藻类有水绵、硅藻、海带和紫菜等1. 苔藓植物：个体很小，高度一般不超过10cm，有类似于茎叶的分化而无真根，体内没有起输导作用的维管束组织，多分布于潮湿阴暗的地方高等植物,苔藓,2. 维管植物： 维管束：提高疏导水分和养料的效率，并促使植物体产生真正的根茎叶等器官，分别起着固着、吸收、支持、运输和光合作用等生理机能，从而使这类植物具有对环境的高度适应能力 包括蕨类植物、裸子植物和被子植物,2. 维管植物： 蕨类植物是世界上古老的植物之一，早在4亿年前就生存于地球上，是体内首先出现维管束的植物。

桫椤,蕨类（芒箕）,凤尾蕨,2. 维管植物： 裸子植物是维管植物中最先产生种子的一个类群 被子植物是植物界中出现最晚、进化程度最高,对环境适应能力最强的一个类群，从而在陆地植被景观中居于主导地位裸子植物苏铁,裸子植物银杏,裸子植物松科的球果,被子植物椰树,菠萝蜜,可可树,蟠桃,四、真菌界,真菌也属于真核生物，在二界分类系统中划归植物界但由于其体内不含可行光合作用的任何色素而为营腐生或寄生生活的异养生物；有机体大都由多细胞的菌丝聚集在一起形成的菌丝体；外表呈灰色、黑色、褐色或红色；并以各种孢子进行繁殖为特征，故单列为一个独立的生物界蘑菇1,蘑菇,茶树菇,猴头菇,动物亦属于体内不含光合色素的真核异养生物 构成躯体的细胞没有细胞壁；一定种类的组织联合起来承担某种生理机能而成为器官，许多不同的器官再联合为器官系统 动物界的种类繁多，划分为许多类群，其中主要有环节动物、软体动物、节肢动物、脊椎动物 从单细胞到多细胞，从水生到陆生，从无脊椎到有脊椎，从低等到高等，从简单到复杂的过程五、动物界,第二节 生物与环境,地球上的生命自然界可以划分成不同的层次或组建水平(如下图)从大分子有机物开始直到生物圈，复杂程度逐级增加。

生态学: 研究生物与环境之间相互关系的科学 生境: 生物具体居住的环境 生态因子: 对生物生命活动起直接作用的环境要素 生存条件: 生物生存不可缺少的生态因子 主导因子: 生态因子中对生物的生活环境起决定性作用的因子 限制因子: 当某个生态因子的变动范围超出生物所能耐受的临界限，并因此影响生物的生长发育和繁殖至引起死亡 生态幅: 生物对生态因子的忍耐范围（上限和下限）,一、生态因子作用的一般特点,狭生态幅,狭生态幅,广生态幅,生态因子对生物作用的特点,综合性: 各种生态因子并非孤立地单独对生物发生作用，而是相互制约、相互影响并共同在一起对生物产生影响 非等价性: 对生物起作用的各因子是非等价的，其中有12个是主导因子、而其他因子的作用相对小些 不可替代性: 生态因子虽非等价，但都不可缺少，一个因子的缺失不能用另一个因子来代替 限制性: 生态因子对于生物的生存并非总是适宜的，因为地球上各种生态因子的变动幅度非常大，而每种生物所能耐受的范围却有一定的限度一）光 地球上所有生物的生存都必须有能量的供给，光能进入生命自然界的第一步是太阳辐射被绿色植物所吸收，通过光合作用把光能转化为化学能贮存在合成的有机物质中，除供应本身消耗外，还为其他一切生物提供所需要的能量。

光对植物的作用：光质、光强、光照时间长短 阳性植物、阴性植物 长日照植物、短日照植物和中间性植物二、生态因子与生物,蓝光：蛋白质合成；红光：糖类； 黄光和绿光多被反射； 紫外光能抑制植物根茎伸长和促使花青素的形成农作物和园林植物的引种、育种和花期控制等工作中，必须注意植物的光周期的反应特点 鸟类生殖期间人为改变光周期可以控制其产卵量，人类采取在夜晚给予人工光照提高母鸡产卵量光与植物,（二）温度,温度与植物：光合作用与呼吸作用的平衡植物正常生长的温度范围、高温对植物的影响、低温对植物的影响、植物对温度的适应0-45度）春化作用：某些植物的开花结实需要在某一发育阶段中有低温的刺激的现象，如冬小麦 温度与动物：动物则因热能代谢特征的不同分为恒温动物、变温动物和异温动物2-50度） 温度与动植物的分布：在不同的温度带有不同种类和数量的动植物分布贝格曼（Bergmann）定律：同类恒温动物在寒冷地区的个体通常比在温热地区的个体大的现象阿伦（Allen）定律：哺乳动物其身体的突出部分在寒冷地带的通常要比温暖地区的有明显的缩短现象动植物对温度很比较强的适应能力，严寒与酷热的环境都可以看到大量生物的存在。

森林内部,（三）水 生命起源于水域环境，水是生物有机体的重要组成成分 根据植物需水程度不同，可分为水生植物、湿生植物、中生植物和旱生植物等生态类型 动物对干旱环境适应的方式：迁移；保持体内水分；夏眠水分与植被,仙人掌,板根,（四）空气 空气对生物的影响包括空气的化学成分和空气运动对生物的影响 1、O2 2、CO2 3、人类活动排放到大气中的有害物质如硫化物、氟化物、氯化物、氮氧化物等，使大气造成污染不同植物对大气污染的响应：紫花苜蓿对SO2特别敏感而易受害；氟化氢对唐菖蒲、杏、李、松的危害很大，对紫花苜蓿、玫瑰、棉花、番茄的危害较小 植物具有吸收大气中污染物的能力，具净化环境作用刺槐、银桦可吸收氯气；番茄、扁豆能吸收HF；垂柳、加杨、刺槐等较强吸收SO2 植物的减尘作用：与树种、林带宽度、草坪面积、种植情况有关 植物的杀菌作用：植物分泌的杀菌素、植物的减尘作用,风对植物的有利影响： 是植物孢子、花粉、种子和果实传播的动力； 风力有助于形成有利于植物和动物正常生活的环境； 风力的扩散作用降低大气中的污染物对生物的危害程度 风对植物的不利影响： 主要是使植物变形，形成不对称的“旗形树冠” 或使树干弯曲。

强风还引起树木的“风倒”和“风折” 风对动物的直接作用： 主要是影响动物的行为活动 食肉兽类迎风搜索捕获物；在海洋沿岸、岛屿和高山上风力强劲的地方，有翅昆虫很少，无翅昆虫占绝大多数旗形树1,（五）土壤 1、土壤是植物生长发育的基地，土壤的物理性质和化学性质对植物有明显影响 土壤的机械组成 ：粘土多生长浅根性植物；沙土发育深根系为主的植物；在基质流动性很大的沙地上只有沙生植物才能够生存 土壤的酸碱度（pH）：根据植物对土壤pH值的适应范围不同，将植物划分为酸性土植物（pH6.5），如油茶、柑橘、橡胶等；中性土植物（pH6.57.5），粮食作物、蔬菜和许多落叶阔叶树木等；碱性土植物（pH7.5），如荒漠与草原中许多植物土壤pH对元素有效性的影响,2.土壤盐分对植物有影响 当土壤中盐份含量过高时，会造成生物生理性干旱，从而影响生物的生长、发育等各方面盐生植物以聚盐、避盐或泌盐等方式适应盐生环境 聚盐植物：如红树 避盐植物：如盐角草 泌盐植物：如大米草,1.土壤肥力也明显影响植物 据此也把植物分为： 富养植物：如水浮莲 中养植物：大多数植物 贫养植物：硅藻,2、土壤对动物的影响： 土壤和其他陆地基质影响动物的生存与特征。

土壤空气、水分、温度和化学性质都对动物的种类、数量和生活特性产生影响竞争：当两个物种利用同一确定短缺资源时就会发生竞争，竞争的结果是一个物种战胜另一物种，甚至导致一种物种完全被排除 寄生作用：生活在一起的两种生物，一方获利，而另一方遭受损害寄居在别种生物上并获利的一方称寄生物，被寄居并受害的一方被称为寄主 捕食作用：指捕食生物袭击并捕杀被捕食者生物作为食物的一种现象 原始合作与互利共生：原始合作又称为互助，在一起生活的两个物种彼此从中都受到利益，但它们并不是必须互相依赖，可以单独生存互利共生是指两个不同物种的有机体紧密地结合在一起，在共同的生活中双方均获得利益，但彼此不能分开单独生存而区别于原始合作六、生物之间,猪笼草,食蝇草,绞杀,绞杀过程,蜘蛛捕食,螳螂捕食,螟蛉之子,狮子捕猎,三.生物对环境的适应,生物的适应是指生物的形态构造、生理机能、个体发育和行为等特征与其长期生存的一定环境条件相互统一、彼此适合的现象生物与环境之间所表现出的这种协调与合理，在一定程度上保证了生物的生长、发育与繁殖分两个类型： 1.趋同适应：指不同种类的生物由于生活在相同或相似的环境中，受到生态因子的长期作用，产生相同或相似的适应方式。

2.趋异适应：指同一种生物由于不同环境的影响，在形态、生理和行为等方面产生不同的生态适应变色龙,枯叶龟,竹节虫,枯叶蝶,沙漠中的甲虫,弹涂鱼,“自然选择在世界上每日每时都在精密的检查着（生物）最细微的变异，排斥坏的，保存好的，并把它积累起来；无论什么时候，什么地方，只要有机会，它就静静的不知不觉的工作，改进各种生物与有机和无机生活条件的关系” -物种起源,生态平衡,第三节 生物种群和生物群落,种群是在一定空间中同一种生物个体群 种群是由同种个体组成，但在生态系统中，种群内个体与个体之间，种群与环境之间，并不孤立，也不是简单地相加。