自然地理学PPT课件

第七章 生物圈与生态系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
生物圈的组成 生物圈的结构 生物圈的形成与演化 生态系统 人与生物圈
第一节 生物圈的组成
地球上所有活着的有机体连同与
这些有机体相互作用的环境构成生物圈。
生物圈不是独立于地球其他圈层外的，单 纯由某一形态物质所组成的圈层，它是由 岩石圈、水圈和大气圈组成的“交集”。 它占有大气圈的底部、水圈和岩石圈的上 部，厚度约为20km。实际上生物的大部分 个体集中在地表上下约100m的范围内。
综上所述，我们可
以用一个简化的图 式来表示生物圈的 垂直结构。从整体 上看，类似正态分 布，可以称为准正 态分布模式。因此 生物圈的垂直结构 可以叫做垂直准正 态分布式结构
二、水平连续不均匀结构
生物的水平分布具有以下两个特征：连续 性和不均匀性。 连续性：是指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。 不均匀性：尽管极端干旱的沙漠和在极端寒冷 的极地地区，生物稀少，但仍然有生物的存在。 可以说，生物圈是个连续的圈层。当然，这个 圈层不是一个很均匀的圈层，生物在地表的分 布是不均匀的。
后生动物种类繁多，体形构造与进化程度差异 极大，因此也被划分出许多门类。如：海绵动物门、 腔肠动物门等。
第二节 生物圈的结构
地球上生物的分布，不仅占有广阔的水平空 间，而且还在垂直方向上有着一定的延伸，因此 生物圈是个立体的圈层。
一、垂直准正态分布式结构
从生物圈的垂直结构来看，具有垂直准正态分 布式结构的特征。所谓垂直准正态分布，是指在垂 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。
鉴于生物的地表的水平分布具有连续性和
不均匀性的特点，可以认为生物圈具有水 平连续不均匀结构。
三、多级嵌套结构
从系统学的角度来考察生物圈的结构便 不难发现，生物圈具有多级嵌套结构。前 面在讨论生物圈的组成时，已经阐述了生 物圈由多级不同的系统组成。这些系统不 是并列拼凑在一起的，而是在空间上相互 交叉、叠置，并且相互联系、相互作用的。
生物圈的系统组成
四、生物组成
在地球上生存着数量惊人的生物。
过去通常来
说，生物主要包括动
原核微生物
物、植物和微生物。 但后来研究表明，还
原生生物
存在一些生物，其结 构与功能介于动物与
生
后生植物家 建议将生物划分为四 大类，即原核微生物、 原生生物、后生植物
和后生动物。
（一）原核微生物：原核微生物的体
1 0. 1
0.01 .00.000011 0.000 1
0.33
元素
生物体的原子组成（%） （G.E.赫钦逊《生物圈》）
三、系统组成
从系统学的角度说，生物圈是地球上最大的生态系 统。因此，可以说生物圈由许许多多、大小不一的生 态系统组成。 从大一点的尺度考虑，生物圈由陆地生态系统和海洋 生态系统组成。海洋生态系统又由深海生态系统、浅 海生态系统、河口与近岸生态系统等组成，陆地生态 系统则由森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系 统、湖泊生态系统、沼泽生态系统、河流生态系统、 冻原生态系统、农业生态系统、城市生态系统等组成。 从更小的尺度考虑，这些生态系统又由许多更小的生 态系统组成。例如：森林生态系统包括热带雨林生态 系统、亚热带常绿阔叶林生态系统、温带落叶阔叶林 生态系统、北方针叶林生态系统等，农业生态系统包 括小麦地生态系统、水稻地生态系统、玉米地生态系 统等。
生物圈
大气圈底部 水圈
岩石圈上部
20千米
研究生物圈的意义
研究生物圈可以更好地了解我们周围的环 境，从而可以更好地改造我们的周边环境， 为实现人类的可持续发展提供必要的理论 基础。
第一节 生物圈的组成
一、物质组成
生物圈，实际上是一个巨大的生态系统，可以 称之为全球生态系统。
生物圈由有机物质和无机物质组成：生物体 为有机物质，作为环境的岩石、大气和水则是无 机物质。
地球上生物的分布，具有准正态分布的特征： 生物集中分布在平均海平面附近，从海平面向上或 者向下随着高度或深度的增大，生物的种类和数量 依次减少。
生物圈的垂直准正态分布式结构
在海洋里，随着深度 的增大，生物种类与数 量逐渐减少。生物种类 与数量有随距海平面距 离增大逐渐减少的规律。
在陆地上，生物的 种类与数量随高度的增 加而减少。陆地上生物 集中分布于低海拔的范 围内，随着海拔高度的 增大，生物的种类与数 量逐渐减少。
形微小，通常借助显微镜才能看到。它们是一 类起源古老、结构简单的最原始的生物类群。 如细菌、蓝藻。
（二）原生生物：
与原核微生物不同，原生生物的细胞结 构比较完善。由于有了核模，细胞中产生了核， 因此，原生生物属于真核生物。
从进化上看，原生生物比原核微生物前 进了一大步。原生生物主要分布于水域环境中， 陆地上比较潮湿的地方也有它们的踪迹。如藻 类、真菌、原生动物等。
（三）后生植物：后生植物包括全部高等植物。由
于演化方向不同和营养体结构的明显差异，后生植物 可分为两支：一支是苔藓植物：另一支是维管植物。 维管植物是后生植物中一个很大的类群，包括蕨类、 裸子植物、被子植物。
（四）后生动物：后生动物起源于单细胞动物，是
由许多细胞构成的多细胞生物。后生动物的躯体构造 十分复杂。后生动物都是异养的，其中一部分依靠植 物性食物为生，而另一部分则以动物性食物为生，或 二者兼而有之。另外，还有寄生生物。
有
机
生
物
物
质
圈
无
机
物
质
生产者 消费者 分解者
大气 水 岩石、土壤 阳光 其他无机物
二、元素组成
研究表明，生物体的元素组成成分主要是 氢、氧和碳，它们分别占49.8%、24.9%和 24.9%，三种元素占到生物有机体的99.6%。此 外，还有微量的氮、钙、钾、硅、镁、磷、硫、 铝等。
元素含量/%
100 10
比如，可以认为生物圈由海洋生态系统 与陆地生态系统组成，但海洋生态系统与 陆地生态系统并不是截然分开，毫不联系 的。从空间上用一个词来表示，就是“嵌 套的”。对次级生态系统来说，也是如此。
四、结构特性
结构特性
亲岩性 亲水性 亲气性 亲光性 温控性
上面讨论了生物圈的结构特征,即生物圈具有垂 直准正态分布式结构、水平连续不均匀结构和 多级镶嵌结构。从对生物圈结构的分析,可以总 结出以下生物圈的结构特性:亲岩性、亲水性、 亲气性、亲光性、温控性。