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1、第十二章 陆地生态系统第一节第一节 概述概述一、陆地生态系统的特点一、陆地生态系统的特点 1、温度变化大、空气温度的变化和极端性、温度变化大、空气温度的变化和极端性比水环境更加明显比水环境更加明显 2、水分、热量等重要生态因素的不均匀分、水分、热量等重要生态因素的不均匀分布、组合，为生物的生存和发展提供了多种多布、组合，为生物的生存和发展提供了多种多样的生存环境。样的生存环境。3、土壤与大气的直接接触，为生物提供了、土壤与大气的直接接触，为生物提供了丰富的营养物质。丰富的营养物质。二、陆地生态系统分布格局二、陆地生态系统分布格局 （一）纬度：（一）纬度：随纬度升高温度有规律变化随纬度升高温度有
2、规律变化随纬度升高温度有规律变化随纬度升高温度有规律变化 纬度引起太阳高度角、季节变化，导致太阳辐射量纬度引起太阳高度角、季节变化，导致太阳辐射量不同，产生热量差异。如从赤道到两极，每增加不同，产生热量差异。如从赤道到两极，每增加一个纬度，温度降低一个纬度，温度降低0.5-0.70.5-0.7度。度。（二）经度：海陆、大气环流（二）经度：海陆、大气环流 经度地带性：经度地带性：经度地带性：经度地带性：在北美大陆和欧亚大陆，由在北美大陆和欧亚大陆，由于海陆于海陆分布格局与大气环流特点，水分梯度常分布格局与大气环流特点，水分梯度常沿经向变化，因此导致生态系统的经向变化，沿经向变化，因此导致生态系统
3、的经向变化，即由沿海的湿润区的森林，经半干旱的草原到即由沿海的湿润区的森林，经半干旱的草原到干旱区的荒漠（植被因水分状况而按经度呈带干旱区的荒漠（植被因水分状况而按经度呈带状依次更替。）。状依次更替。）。植被类型呈现从低纬度向高纬度或沿经度方植被类型呈现从低纬度向高纬度或沿经度方向从高到低的有规律分布，这种现象称为向从高到低的有规律分布，这种现象称为植被植被水平分布水平分布。包括纬度地带性和经度地带性。包括纬度地带性和经度地带性。陆地生态系统的水平分布格局陆地生态系统的水平分布格局 纬度地带性：纬度地带性：纬度地带性：纬度地带性：由于热量沿纬度的变化，出现由于热量沿纬度的变化，出现生态系统类型
4、有规律的更替，如从赤道向两极依次生态系统类型有规律的更替，如从赤道向两极依次出现热带出现热带雨林（雨林（Tropical forestTropical forest）、亚热带）、亚热带常绿阔叶常绿阔叶林（林（Subtropical evergreen forestSubtropical evergreen forest）、温带落叶阔叶林）、温带落叶阔叶林（Temperate deciduous forestTemperate deciduous forest）、寒温带）、寒温带北方针叶林北方针叶林（Taiga,coniferous forestTaiga,coniferous forest）、
5、苔原（）、苔原（TundraTundra）。即）。即纬度纬度纬度纬度地带性地带性地带性地带性（植被类型呈现从低纬度向高纬度的有规律（植被类型呈现从低纬度向高纬度的有规律分布）。分布）。我国我国纬度地带性纬度地带性纬度地带性纬度地带性：从南自南沙群岛，北至黑龙江，跨从南自南沙群岛，北至黑龙江，跨5050多个纬多个纬度，由于纬度的差异，从南向北形成各种热量带：度，由于纬度的差异，从南向北形成各种热量带：热带、亚热带、温带和寒温带。与此相应，在湿润热带、亚热带、温带和寒温带。与此相应，在湿润森林区域内，植被类型由南到北顺序为：热带雨林、森林区域内，植被类型由南到北顺序为：热带雨林、亚热带常绿阔叶林区
6、、温带落叶阔叶林、寒温带针亚热带常绿阔叶林区、温带落叶阔叶林、寒温带针叶林区。叶林区。陆地生态系统的垂直分布格局陆地生态系统的垂直分布格局（三）海拔：温度（三）海拔：温度(100-0.6)(100-0.6)、降水、降水 温度、降水随海拔变化：温度、降水随海拔变化：温度、降水随海拔变化：温度、降水随海拔变化：海拔高度每上升海拔高度每上升100100米米，气温下降，气温下降0.60.6度。相当于平地北移度。相当于平地北移6060公里。公里。降水最初随高度的增加而增加，但达到一定界降水最初随高度的增加而增加，但达到一定界限后，降水量又开始降低。限后，降水量又开始降低。垂直地带性：垂直地带性：垂直地带
7、性：垂直地带性：由于海拔高度的变化，引起自由于海拔高度的变化，引起自然生态系统有规律地垂直交替。然生态系统有规律地垂直交替。垂直带谱：垂直带谱：垂直带谱：垂直带谱：随着海拔的升高而依次出现的植随着海拔的升高而依次出现的植被带的具体顺序。被带的具体顺序。垂直带特点垂直带特点垂直带特点垂直带特点 垂直带谱的基带与该山体所地区的水平地带垂直带谱的基带与该山体所地区的水平地带性植被相一致。越性植被相一致。越 向高纬度，垂直带谱越简单，向高纬度，垂直带谱越简单，极地为冻原带，水平带与垂直带重合。极地为冻原带，水平带与垂直带重合。在同一纬度内，经度不同也影响山体植被的在同一纬度内，经度不同也影响山体植被的
8、垂直带谱。如长白山（东经垂直带谱。如长白山（东经128128度）、西部的天度）、西部的天山（东经山（东经8686度），两者均北纬度），两者均北纬4242度。但长白山距度。但长白山距海较近，属温带针阔叶混交林，天山位于内陆，海较近，属温带针阔叶混交林，天山位于内陆，属荒漠范围。属荒漠范围。第二节第二节 陆地生态系统陆地生态系统（1 1）森林生态系统）森林生态系统 森林面积及生产力：森林面积及生产力：人类采伐前：人类采伐前：10109 9hmhm （45.8%)45.8%)19851985年：年：4.17 104.17 109 9hmhm (31.7%)(31.7%)陆地生态系统生产的有机质：陆地
9、生态系统生产的有机质：10210102109 9 T T 森林：森林：58 1058 109 9 T T，占，占56.8%(56.8%(草草地地20.8 1020.8 109 9T T 农作物占农作物占:10.5 10:10.5 109 9 T)T)热带雨林热带雨林 常绿阔叶林常绿阔叶林 落叶阔叶林落叶阔叶林 北方针叶林北方针叶林一、热带雨林一、热带雨林一、热带雨林一、热带雨林 热带雨林：指热带高温高湿地区那种茂密高耸而常绿的森林类热带雨林：指热带高温高湿地区那种茂密高耸而常绿的森林类热带雨林：指热带高温高湿地区那种茂密高耸而常绿的森林类热带雨林：指热带高温高湿地区那种茂密高耸而常绿的森林类
10、型。型。型。型。a.a.a.a.位置位置位置位置 uu赤道及其两侧的湿润区域。赤道及其两侧的湿润区域。赤道及其两侧的湿润区域。赤道及其两侧的湿润区域。b.b.b.b.气候特点气候特点气候特点气候特点 （1 1 1 1）终年高温多雨。年平均气温）终年高温多雨。年平均气温）终年高温多雨。年平均气温）终年高温多雨。年平均气温26262626度以上。年降雨度以上。年降雨度以上。年降雨度以上。年降雨2500-45002500-45002500-45002500-4500毫毫毫毫米，全年均匀分布，无明显旱季。这里无明显的季节变化。米，全年均匀分布，无明显旱季。这里无明显的季节变化。米，全年均匀分布，无明显
11、旱季。这里无明显的季节变化。米，全年均匀分布，无明显旱季。这里无明显的季节变化。（2 2）热带雨林中土壤和岩石的风化作用强烈，其风化壳可达）热带雨林中土壤和岩石的风化作用强烈，其风化壳可达100100米。土壤养分极为贫瘠，而且为酸性。米。土壤养分极为贫瘠，而且为酸性。（3 3）雨林所需要的营养成分，几乎全储存在植物中，每年一部）雨林所需要的营养成分，几乎全储存在植物中，每年一部分植物死去，在高温高湿条件下，有机物分解很快，能迅速直分植物死去，在高温高湿条件下，有机物分解很快，能迅速直接被的树根和真菌所吸收，形成一个几乎封闭的循环系统。接被的树根和真菌所吸收，形成一个几乎封闭的循环系统。c.c.
12、热带雨林植被特点：热带雨林植被特点：（1 1 1 1）种类种类組組成极为丰富：成极为丰富：高等植物在45000种以上，而且绝大部分为木本；乔木异常高大，常达46-55米，最高达92米；富有藤本植物和附生植物。（2 2）群落结构复杂）群落结构复杂 乔木乔木乔木乔木分为分为3 3层：第一层：高层：第一层：高30-4030-40米以上，树冠宽广，米以上，树冠宽广，有时呈伞型，往往不连接；第二层：一般在有时呈伞型，往往不连接；第二层：一般在2020米以米以上，树冠长、宽相等；第三层：上，树冠长、宽相等；第三层：1010米以上，树冠锥米以上，树冠锥形而尖，生长极其茂密。形而尖，生长极其茂密。（3 3 3
13、 3）乔木的特殊构造）乔木的特殊构造）乔木的特殊构造）乔木的特殊构造 板状根：板状根：板状根：板状根：uu有些种类的树干基部常会长出多姿多态的板状根，从树有些种类的树干基部常会长出多姿多态的板状根，从树干的基部干的基部2 2至至3 3米处伸出，呈放射状向下扩展。有些则生长米处伸出，呈放射状向下扩展。有些则生长着许多发达的气根，这些气根从树干上悬垂下来，扎进土着许多发达的气根，这些气根从树干上悬垂下来，扎进土中后，还继续增粗，形成了许许多多中后，还继续增粗，形成了许许多多“树干树干”，大有一木，大有一木成林的气势，非常壮观。成林的气势，非常壮观。叶子叶子叶子叶子 uu乔木叶子在大小、形状非常一致
14、乔木叶子在大小、形状非常一致,全缘，革质，中等大全缘，革质，中等大小。小。茎花茎花茎花茎花 uu 由短枝上的腋芽或叶腋的潜伏芽形成，且多一年四季由短枝上的腋芽或叶腋的潜伏芽形成，且多一年四季开花。有些种类的树如波罗蜜、可可等，在老树树干或根开花。有些种类的树如波罗蜜、可可等，在老树树干或根颈处也能开花结果，成为热带雨林中特有的老茎生花现象。颈处也能开花结果，成为热带雨林中特有的老茎生花现象。多昆虫传粉多昆虫传粉多昆虫传粉多昆虫传粉 uu（4 4 4 4）无明显季相交替）无明显季相交替）无明显季相交替）无明显季相交替 uu每一种植物都终年进行生长活动，仍有其生命活每一种植物都终年进行生长活动，仍
15、有其生命活动节律。乔木叶子平均寿命动节律。乔木叶子平均寿命13-1413-14个月，零星凋落，个月，零星凋落，零星添新叶。多四季开花，但每个种都有一个多少零星添新叶。多四季开花，但每个种都有一个多少明显的盛花期。明显的盛花期。d.d.d.d.动物丰富动物丰富动物丰富动物丰富 uu热带雨林是地球上动物种类最丰富的地区。如巴热带雨林是地球上动物种类最丰富的地区。如巴拿马附近的一个面积不到拿马附近的一个面积不到0.50.5平方公里的小岛，就有平方公里的小岛，就有哺乳动物哺乳动物5858种。种。二、常绿阔叶林二、常绿阔叶林二、常绿阔叶林二、常绿阔叶林uu指分布在亚热带湿润条件下并以壳斗科、樟科、山指分
16、布在亚热带湿润条件下并以壳斗科、樟科、山指分布在亚热带湿润条件下并以壳斗科、樟科、山指分布在亚热带湿润条件下并以壳斗科、樟科、山茶科、木兰科等常绿阔叶树种为主组成的森林生态茶科、木兰科等常绿阔叶树种为主组成的森林生态茶科、木兰科等常绿阔叶树种为主组成的森林生态茶科、木兰科等常绿阔叶树种为主组成的森林生态系统。系统。系统。系统。1.1.1.1.气候特点气候特点气候特点气候特点 uu夏季炎热多雨，冬季少雨而寒冷，春秋温和，四季夏季炎热多雨，冬季少雨而寒冷，春秋温和，四季夏季炎热多雨，冬季少雨而寒冷，春秋温和，四季夏季炎热多雨，冬季少雨而寒冷，春秋温和，四季分明。年均温分明。年均温分明。年均温分明。
17、年均温16-1816-1816-1816-18度。年降雨度。年降雨度。年降雨度。年降雨1000-15001000-15001000-15001000-1500毫米，主要毫米，主要毫米，主要毫米，主要分布在分布在分布在分布在4-94-94-94-9月，冬季降水少，但无明显旱季。月，冬季降水少，但无明显旱季。月，冬季降水少，但无明显旱季。月，冬季降水少，但无明显旱季。2.2.2.2.森林特点森林特点森林特点森林特点 uu结构较热带雨林简单，高度明显降低，乔木分结构较热带雨林简单，高度明显降低，乔木分为为两个亚层两个亚层两个亚层两个亚层，上层一般高上层一般高2020米左右，以壳斗科、米左右，以壳斗科
18、、樟科、山茶科常绿树种为主；第二亚层高樟科、山茶科常绿树种为主；第二亚层高10-1510-15米，以樟科、杜英科等树种为主。米，以樟科、杜英科等树种为主。灌木层明显，灌木层明显，灌木层明显，灌木层明显，但稀疏，草本层以蕨类为主。但稀疏，草本层以蕨类为主。但稀疏，草本层以蕨类为主。但稀疏，草本层以蕨类为主。藤本植物与附生藤本植物与附生植物常见，但不及热带雨林繁茂。植物常见，但不及热带雨林繁茂。三、落叶阔叶林三、落叶阔叶林三、落叶阔叶林三、落叶阔叶林又称夏绿林，冬季落叶，夏季绿叶。分布在中纬度又称夏绿林，冬季落叶，夏季绿叶。分布在中纬度湿润地区。湿润地区。uu1.1.1.1.气候气候气候气候 uu
19、年均温年均温8-148-14度，年降水度，年降水500-1000500-1000毫米，毫米，雨量分雨量分布布不不均均 。四季分明四季分明,冬季寒冷，夏季温暖，树木仅在暖冬季寒冷，夏季温暖，树木仅在暖季生长，入冬前树木叶子枯死并脱落。土壤较为肥季生长，入冬前树木叶子枯死并脱落。土壤较为肥沃。沃。2.2.2.2.森林特点森林特点森林特点森林特点 uu（1 1）优势树种为壳斗科的落叶乔木、其次为桦木科、）优势树种为壳斗科的落叶乔木、其次为桦木科、槭树科、杨柳科的一些种；槭树科、杨柳科的一些种；uu（2 2）成层结构明显，乔木、灌木、草本层；）成层结构明显，乔木、灌木、草本层；uu（3 3）乔木层组成
20、单纯，常为单优种，高）乔木层组成单纯，常为单优种，高15-2015-20米。米。uu（4 4）灌木层比较发达，草本层也比较茂密。）灌木层比较发达，草本层也比较茂密。3.3.3.3.动物动物动物动物 uu哺乳动物有鹿、獐、棕熊、野猪、狐、松鼠。哺乳动物有鹿、獐、棕熊、野猪、狐、松鼠。四、北方针叶林四、北方针叶林四、北方针叶林四、北方针叶林1.1.1.1.分布分布分布分布 分布在北半球高纬度地区。分布在北半球高纬度地区。2.2.2.2.气候特点：气候特点：气候特点：气候特点：处于寒温带，年均温处于寒温带，年均温0 0度以下。冬季寒冷，夏季温度以下。冬季寒冷，夏季温暖而短暂，土壤有暖而短暂，土壤有永
21、冻层永冻层。年降水。年降水400-500400-500毫米，集毫米，集中在夏季。土壤为棕色针叶林土。中在夏季。土壤为棕色针叶林土。3.3.森林特点森林特点森林特点森林特点 种类贫乏，乔木以松、云杉、冷杉、铁杉、落叶松等种类贫乏，乔木以松、云杉、冷杉、铁杉、落叶松等树种占优势，多为单优种，树高树种占优势，多为单优种，树高2020米上下。灌木层米上下。灌木层稀疏，草本组成的地被层很发达，并常具各种蕨类。稀疏，草本组成的地被层很发达，并常具各种蕨类。枯枝落叶很厚，分解缓慢，形成毡状层，树木根系较枯枝落叶很厚，分解缓慢，形成毡状层，树木根系较浅。浅。4.4.动物动物动物动物 驼鹿、马鹿、驯鹿、黑貂、猞
22、猁、雪兔、松鼠、松鸡、驼鹿、马鹿、驯鹿、黑貂、猞猁、雪兔、松鼠、松鸡、飞龙等及大量的土壤动物和昆虫。飞龙等及大量的土壤动物和昆虫。五、冻冻原原(tundra)(tundra)u位于南极和北极极地区冻原，还有高山冻原。u风力强劲,雨量少，地表有永冻层，植物以低矮的苔藓为主,尚有部分低矮的草本植物，夏季极短,植物生长季短。u冻原一般都被认为是瘠地(barren grounds)。u但是总生产量也是相当的丰盛。u提供了于冻原地带生活的动物所需的食物。u这些生活于冻原的动物有：驯鹿、北极熊、狼、旅鼠等。第三节第三节第三节第三节 草地生态系统草地生态系统草地生态系统草地生态系统uu一一、草地生态系统的特
23、征、草地生态系统的特征 内陆干旱到半湿润气候条件的产物，以旱生内陆干旱到半湿润气候条件的产物，以旱生多年生禾草占绝对优势的多年生杂草及半灌木多年生禾草占绝对优势的多年生杂草及半灌木也或多或少起到显著作用也或多或少起到显著作用 世界草原面积：世界草原面积：2.4 2.4 10107 7hmhm2 2（约占陆地总面积的（约占陆地总面积的/）分两大类分两大类:温带草原、热带草原温带草原、热带草原uu草地：以多年生草本植物占优势，辽阔无林，在原始状态下常有各种善于奔跑或营洞穴生活的草食动物栖居其上。草地分为：草地分为：草原：草原：由耐旱的多年生草本植物组成，在地球表面占据特定的生物气候地带。草甸：草甸
24、：喜湿润的中生草本植物组成，出现在河漫滩湿地和林间空地。ua).a).温带草原温带草原Steppe,Prairie,Steppe,Prairie,PampaPampa ：夏季温和，冬季寒冷，春季或晚夏有一明显的干旱期。由于低温少雨，草群较低，其地上部分高度不超多1米，以耐寒的旱生禾草为主。uub)b)、热带草原、热带草原 分布在热带、亚热带，特点是在高大禾草（分布在热带、亚热带，特点是在高大禾草（2-32-3米）下散生一些不高的乔木，又称为稀疏草原或萨米）下散生一些不高的乔木，又称为稀疏草原或萨王纳。终年温暖，雨量达王纳。终年温暖，雨量达10001000毫米以上，在高温多毫米以上，在高温多雨下
25、，土壤淋溶强烈，比较贫瘠。一年中存在一到雨下，土壤淋溶强烈，比较贫瘠。一年中存在一到两个干旱期，野火频繁，限制森林的发育。两个干旱期，野火频繁，限制森林的发育。二、中国不同草原区域的基本特点二、中国不同草原区域的基本特点 中国草原属于温带草原，又可细分为中温草原、中国草原属于温带草原，又可细分为中温草原、暖温草原和高寒草原暖温草原和高寒草原3 3类，总面积约类，总面积约3.23.2亿公顷。亿公顷。1 1、中温草原、中温草原 包括东北松嫩平原入内蒙古高原主包括东北松嫩平原入内蒙古高原主体部分，天然草原保存较好体部分，天然草原保存较好 ，有发达的畜牧业。部，有发达的畜牧业。部分被开垦为农田，是我国
26、小麦的主产区之一。分被开垦为农田，是我国小麦的主产区之一。2 2、暖温带草原、暖温带草原 包括黄土高原及其邻近地区和鄂包括黄土高原及其邻近地区和鄂尔多斯高原的大部分。尔多斯高原的大部分。3 3、高寒草原地带主要分布在青藏高原、高寒草原地带主要分布在青藏高原三、草原生态系统的功能 提供净初级生产力、碳蓄积与碳汇、调节气候、涵养水源、水土保持等。以内蒙古草原为例。生态系统服务功能的总经济价值为3325.9*108元/a；在各种服务功能中，水土保持的价值最为重要第四节 荒漠生态系统uu荒漠：是地球上最耐旱的，以超旱生的灌木、半荒漠：是地球上最耐旱的，以超旱生的灌木、半灌木或小半灌木占优势的地上部分不
27、能郁闭的生态灌木或小半灌木占优势的地上部分不能郁闭的生态系统。系统。u主要分布在亚热带干旱区，年降水少于200毫米，有些小于50毫米或终年无雨，形成戈壁或沙漠。适生植物u荒漠灌木及半灌木：有发达的根系和小而厚的叶子，茎秆多呈灰白色；u肉质植物：为景天酸代谢植物（CAM植物），夜间气孔开放，吸收大量CO2。白天气孔关闭以适应干燥的空气；u短命植物与类短命植物：前者为一年生，后者为多年生，他们在较湿润的季节迅速完成生活周期，以种子或营养器官渡过不利生长时期。思考题1、分析我国陆地生态系统类型的纬向地带性更替规律。2、分析我国陆地生态系统类型的经度地带性更替规律。3、举例分析我国垂直地带性更替规律。