生物圈与生态系统(1)

因此，综上所述，可以用 图7-3 简化的图式来 表示生物圈的垂直结构。从整体上看，接近正态分 布，可以称之为准正态分布。
2、水平连续不均匀结构 生物的水平分布具有连续性和不均匀性两个特 征。 连续性是指地表任一地方都有生物分布，是连 续的。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。
原生生物包括的主要门类有藻类、真菌、原生 动物等。与原核微生物类似，原生生物主要分布在 水域环境，但在陆地潮湿的环境 ，尤其是极端的 环境中，原生生物很少。
(三)后生植物 包括所有的高等植物。有机体都是多细胞的， 并有根、茎、叶的分化；大部分具有运输水分和养 分的输导组织维管束（VASCULAR BUNDLE）， 部分没有VASCULAR BUNDLE ，如苔藓、地衣。 另外，后生植物的生殖器官是多细胞的，精卵 结合产生的合子在雌性生殖器官中发育，并受到良 好的保护。所有这些特征保证和加强了后生植物对 环境的适应性。 根据演化方向和营养体结构的差异，后生植物 又可分为：苔藓植物和维管植物。
从陆地面积的分布可以推知，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 物的种类与数量应该逐渐减少。 从山地生物垂直地带的分布也可以看出。一般 来说，随着海拔高度的增大，植被逐渐由森林变为 灌丛、草甸，最后变为冻原。 森林是净初级生产率Net primary producing rate 最大，生物种类和生物量（Biomass）最大的生物 群落；而冻原生物群落的净初级生产率、生物种类 和生物量最小；灌丛、草甸 (Grassy marshland) 群落的 Net primary producing rate \Species diversity\ Biomass都居于前两者之间。
光合作用，也就没有生物的生产，更谈不上生物量 的多少了。 5．温控性 温控性是指生物圈的结构特征受到温度分布控 制的性质。赤道、热带地区的生物量与生产率大于 极地寒冷地区，表明生物圈结构上的温控性，反映 了温度或者热量对于生物的影响。生物的地带性分 布规律，就很好地说明了这一性质。
5、生物圈的内部分异与区系性 生物的地域分异与区系性，在一定程度上反映 了生物圈的结构特征。因此有必要对其进行阐述。 生物的分布具有地域分界的特点。所谓地域分 异，是指地球上的动、植物随着自然环境的空间地 理变化，而产生一定的地理格局，形成不同的动植 物区域。这些区域单位与自然地理环境的地域分异 是相互适应的。 生物是自然地理环境组分之一，它们在地球表 面上的分布，一方面受现代生态条件的制约，与自 然地理环境相适应而表现出地带性和非地带性特征; 另一方面，又受区系演化历史的影响，与生物的系 统演化和地史变迁相适应，而具有区系性特征。
除此之外，种类繁多，形体构造和进化 程度差异极大是另一重要特征。因此，也被 划分出许多门类，如海绵动物门、腔肠动物 门、棘皮动物门、脊索动物门等等。其中以 节肢动物门中的昆虫种类最多，约有80~100 万种，广泛分布于陆地上或水域中。
第7-2节 生物圈的结构 基本要求：了解生物的地域分异概念和在地球表 层系统的分布规律。掌握植被类型的地带性、干 湿度分带性、垂直地带性概念。 1、生物量的垂直准正态分布结构：P105-152图72、7-3正态分布曲线 2、水平方向上基本连续，但生物量不均匀： P152表7-1不同生态系统生物量的巨大差异 3、组成上的多级嵌套结构P152-153、P20、P148 ：系统组成的多级性 4、生物圈的结构特征：P153亲岩性等5个特征 5、生物圈的内部分异与区系性P154的 5个方面
苔藓植物是后生植物比较原始的类型，多分 布于陆地的潮湿阴暗的地方。其个体很小，没有 维管束组织，高度多在l0cm左右以下，有茎、叶 的分化，但无真根。 维管植物，最大特征是体内有维管束组织和 根、茎、叶的分化。从而，提高了输导水分和养 分的效率，并具有高效的光合作用机能。 维管植物是后生植物中一个最大的类群，又 分为3类：蕨类植物( Pteridophyte /Brake/Fern)、裸 子植物(Gymnosperm)和被子植物(Angiosperm) 。
第7章 生物圈与生态系统 章 基本要求：掌握生态系统的反馈机制并能举 例、初步应用（难点）。掌握人类与生物圈 （难点） 的相互作用、制约关系。掌握生态系统的概 念，生态系统的3大组成部分，食物链、食 物网的概念（重点）。基本掌握生态系统的 （重点） 功能、生态系统的稳定性（难点）。基本掌 （难点） 握组成生物圈的生态系统概念。掌握植被类 型的地带性、干湿度分带性、垂直地带性概 念。学会用人对生物圈的依赖关系来解释保 护生物圈的重要性（重点）。 （重点）
生物圈是水圈、岩石圈和大气圈3圈的交集：
水圈 生 圈 求：基本掌握组成生物圈的生态系统概 念。理解生物分类的基本方法和分类体系。 1、物质组成：全球生态系统—组成：有机界 和 无机界（环境和生命） P147 2、元素组成P147图7-1 3、系统组成P148表7-1：全球生态系统向次一 级生态系统的分解（农业生态系统RURAL ECOSYSTEM-鱼塘、稻田、旱地、果林等 ） 4、生物组成P148-150： 4大类由简单到复杂的 生物：原核微生物、原生生物、后生植物 、
另外，原生生物的有机体除单细胞个体外，还 有构造更为复杂的多细胞有机体。 其繁殖方式也不像原核生物那样主要依靠细胞 的直接分裂而增殖。而是通过无性生殖和有性生殖 来进行繁衍。由此来看，从生物进化上，原生生物 比原核微生物前进了一大步。前者为母体产生一种小细胞，称
为孢子，它可不经过结合而直接发育成与母体相似的个体；后者则为母细胞产生 的小细胞，称为配子，其必须经过成对结合形成合子，或产生精、卵细胞，并结 合成合子，由合子发育成新个体（合子=孢子+配子）。
3）．亲气性 生物圈的垂直准正态分布结构，在一定程度上 反映了生物圈结构上的亲气性，因为海平面附近空 气最充足，向高空、向地下和水下，空气都变得稀 薄。 4 4） ．亲光性 生物量和生物生产率，地表大于地下，海面大 于水下，在一定程度上反映了生物圈结构上的亲光 性，因为地表的光强大于地下、水下，水深或者埋 深越大光强越小。亲光性反映了太阳辐射对于生物 生长发育的重要性：生物的生产率的高低，取决于 光合作用的强弱。没有光，生物就无法进行
生物在地球上的分布，不仅占有广阔的水平空 间，而且还在垂直方向上有一定的延伸，因此生物 圈是个立体的圈层。 1、生物量的垂直准正态分布结构： P105-152图7-2、7-3正态分布曲线 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。）
(一)原核（微）生物 原核微生物的体形微小，通常需借助显微镜才 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。有机体多为单细胞的，也有多细胞集 合而成的多细胞个体。但，其细胞内都没有明显的 细胞核。 这类生物包括细菌和蓝藻等。细菌是自然界分 布最广、数量最多的一类单细胞微生物。形状有球 状、杆状和螺旋状三类，分别称为球菌、杆菌和螺 旋菌。 按获取营养的方式，细菌可分为3类：异养、 光自养和化学能自养。
1）．地带性Zonality 地带性，即纬度地带性。是指地球上生物的分 布，大致呈带状沿纬线方向延伸，按纬度方向有规 律地变化。生物的这种地带性分异规律，是由于太 阳辐射随纬度的梯度变化，51起气候(温度、降水) 呈带状分布，从而使动、植物也相应地呈带状分布。 在水分充足的条件下，从赤道向极地应该依次分布 着热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、 寒温带针叶林、寒带冻原和极地荒漠(图7-5)。 2）.干湿度分带性Zonality of the Moisture/Humidity 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，称为干
(四)后生动物 多细胞生物。多个细胞因生理功能的不同，分 化并形成组织；许多组织进一步形成具有一定功能 的器官和器官系统，如呼吸、消化、运动系统。 其结构、构造十分复杂。尤其是在生存进化中 不断形成和完善的运动系统是后生动物的一个重要 特征。功能：觅食、逃避扑食者及寻求配偶。 所有的后生动物都是异养的，根据性食可分 为4类：食草、食肉、杂食、食腐。还有寄生的。
少为850种；1000~4000m，减少到150种；5000m以 下，目前只发现几种；10,000m以下更为稀少。 这说明生物种类与数量有随离海平面距离的增 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。生物大多都生活在地面上，很少的生物生活 在空中。根据陆地面积随高度的变化(图7-2)可知， 51.6%的陆地分布在海拔0~500m之间，71%的陆地 分布在海拔0~1000m之间，随着海拔高度的增大， 陆地面积显著减小，1000~2000m之间的陆地只占 15.2%，2000~3000m之间只有7.5%，3000~4000m为 3.9%，4000~5000m之间的陆地为l.5%，5000m以上 的陆地只有0.3%。
但生物圈又是一个不均匀的圈层，生物在地表 的分布极其不均匀。表 7-2 ，生物的净初级生产率 和生物量，陆地高于海洋，森林高于沙漠等等。 3、组成上的多级嵌套结构 P152-153、P20、P148、 下 页 图 示 ： 系 统 组 成 的多级性。 4、结构特性 上面讨论了生物圈的结构特征：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。 通过对生物圈结构的分析，可以总结出生物圈 的结构特性：亲岩性、亲水性、亲气性、亲光性、 温控性。
湖泊
河流
大 陆 架 大 陆 坡 大 陆 裙
冰 川
水圈
海洋
沙滩
海 岸 带 潮滩
泻湖
海 岭
海 沟
4、结构特性 1）．亲岩性 陆地生物量与生产率大于海洋，近地面生物量 与生产率大于高空，近岸海域生物量与生产率大于 远离陆地的大洋，说明生物圈结构上的亲岩性。反 映了岩石圈对于生物圈的重要影响：是生物的支撑， 是生物营养物质的来源。 2）．亲水性 湿润地区的生物量与生产率远远大于干旱地区 (图7-4)，沿海地区的生物量与生产率大于内陆地区， 表明生物圈结构上的亲水性，反映了水圈对于生物 圈的重要影响。