生物圈与生态服务功能.ppt

No2. 生物圈与生态服务功能 Biosphere and ecological service 一、生物圈概念、组成与特征 生物圈是地球上所 有的生物生存环境 的总体。范围包括 整个水圈、岩石圈 的上部（风化壳） 和大气圈的下部 （对流层）。 大约是海平面上下 10公里。 一切生物，包括动 物、植物、微生物 和人类都是在生物 圈内生存和发展。 1. 生物圈概念 大气圈 一、生物圈概念、组成与特征 根据温度变化情况把大气圈划分为四层： 对流层、平流层、中间层和电离层。对 流层是贴近地面的一层，约 10-20km， 影响生物的一切气候现象都发生在对流 层中。 地球拥有一个由 78%的氮气、 21%的 氧气、和 1% 的氩气混和微量其它包括 二氧化碳和水蒸汽组成的厚密大气层。 大气层是地球表面和太阳之间的缓冲。 2.1大气圈 2. 生物圈组成 大气圈 一、生物圈概念、组成与特征 2.1大气圈 O2:地球上绿色植物光合作用的结果 ,是 地球上一切生物所必需的物质 . CO2:调节温度 ,绿色植物光合作用不可 缺少的原料 CO + H0 （ CHO） + O 2. 生物圈组成 一、生物圈概念、组成与特征 2.1 大气圈 C循环 碳是生命骨架元素。 主要循环过程 : 有氧呼吸 光合作用 森林火 化石燃料燃烧（人 类影响） O3作用 大气中的臭氧绝大部分都集中在 离地面大约 2530公里的上平流 层中 ,称为臭氧层。 在绿色植物尚未出现于地球上以 前，高空尚无臭氧层存在，太阳 远紫外辐射把水汽分解为氢、氧 两种元素。大气中氧的组分较多 时，在高空就可能形成臭氧层。 极薄的一层臭氧 ,对于地球上的生 命非常重要 , 臭氧能吸收阳光中 的紫外线 ,保护地球上的生物。 一、生物圈概念、组成与特征 2.2 水圈 一、生物圈概念、组成与特征 水圈指包围地表的水层。 海水是水圈最主要的成分， 97.5%。 地球上淡水占总水量的 2.5%，其中大部分以两极 的冰盖，冰河和深度在 750 米以下的地下水形式存在。 真正可以利用的淡水资源 只有不到 1%的地面水和地 下水。 一、生物圈概念、组成与特征 水循环 一、生物圈概念、组成与特征 2.3 岩石圈和土壤圈 岩石圈一般指地球表面 30-40公里厚的地壳。 陆地上，岩石表面由于风化作用形成一层风化壳，风化壳是土壤的母 质，与水分、有机质和生物等长时间作用形成土壤层。土壤圈是地球 表面有一定肥力并能生长植物的圈层。是大气圈、水圈、岩石圈的过 渡带。 岩石圈和土壤圈贮藏着丰富的资源，是生物所需要的各种元素和化合 物的源泉，是万物生存繁衍的基地。 一、生物圈概念、组成与特征 3. 生物圈特征 -区域性 生物圈分 为 很多不同的生物群系。在地面上，生物群落主要是以 纬 度 划 分，大部分活 跃 的生物群落都在赤道附近。 地球上的植被 类 型 虽 然很 复杂 ，但在 陆 地上呈大面 积 分布的地 带 性生 物群落（ biome）主要有以下几 类 ： 森林： 热带 雨林 (tropic forest) 常 绿阔 叶林 (chaparral) 落叶 阔 叶林 (temperate deciduous forest) 北方 针 叶林 (coniferous forest) 草原： 热带 稀 树 草原 (savanna) 草原 (temperate grassland) 荒漠 (desert) 苔原 (tundra) 一、生物圈概念、组成与特征 分布于赤道附近的南北纬 10 之间的 湿润区域 ，由热带种类所组成的高大繁 茂、终年常绿的森林群落， 对维持人类生存环境作用最大 , 地球上面积最大 最为繁茂的植被类型。 一、生物圈概念、组成与特征 热带雨林 (tropic forest) 一、生物圈概念、组成与特征 亚热带常绿阔叶林 (chaparral) 分布在亚热带大陆东岸 北纬 22 - 40 之间 的湿润地区，由常绿的双 子叶植物所构成的森林群落。 亚热带常绿阔叶林内动物种类较为 丰富，主要的哺乳动物是猴类和鹿 类，著名的猴类为金丝猴、日本猴； 中国西南地区分布的熊猫则是世界 上最濒危的珍稀动物，被称为活化 石。 温带落叶阔叶林 (temperate deciduous forest) 一、生物圈概念、组成与特征 分布于温带湿润海洋地区的，由落叶双子 叶植物所构成的落叶森林群落。 结构简单，分层清楚，夏季林相郁闭，冬 季林内明亮干燥； 季相更替现象十分明显为其外貌的显著的 特征 . 一、生物圈概念、组成与特征 北方针叶林 (coniferous forest) 分布在北半球高纬度地区 ; 冬季严寒，夏季温暖湿润，年温差较大。主要 代表树种有云杉、冷杉和松。 一、生物圈概念、组成与特征 热带稀树草原 (savanna) 分布于热带干燥地区，以喜高温、旱生 的多年生草本植物占优势，并稀疏散布 有耐旱、矮生乔木的植物群落。 温带草原 (temperate grassland) 一、生物圈概念、组成与特征 温带草原出现于中等程度干燥、较冷的 大陆性气候地区。 植被分层简单，以多年生的禾本科草类 占优势，代表动物有高鼻羚羊、野驴、 骆驼等 . 分布在亚热带和温带（纬度 30 40 之间）的副热带无风地 区。 在 荒漠 群落中，植物是一些特别 耐旱的超旱生植物， 荒漠中的动 物，多数有冬季和夏季休眠以及 贮存大量食物以备越冬的习性。 一、生物圈概念、组成与特征 荒漠 (desert) 苔原 (tundra) 一、生物圈概念、组成与特征 冻原又称苔原，出现在高纬度和高海 拔的寒冷地区，冻原的优势植物是多 年生灌木、苔草、禾草、苔藓和地衣， 植被的高度一般只有几厘米。冻原的 典型动物有驯鹿、旅鼠、北极狐、北 极黄鼠等 . 1. 人类从生物圈获得了什么 ? 二、人与生物圈的关系 食品、原料、能源等 . 净化空气和调节气候 水供给、减缓干旱和洪涝灾害 生物多样性维护、 传粉、传播种子 生物防治， 娱乐、文化等 . 这些非实物型的获取为人类提供了巨大的福利，不能通过市场反映出来，并 未引起人们的注意 ,是导致环境恶化的重要原因。 1. 人类从生物圈获得了什么 ? 二、人与生物圈的关系 这些获取被生态学家定义为自然生态系统提供给人类的”生态服务功 能” , “生态系统服务是指通过自然生态系统和其中的物种为维持人类生 活而提供的一系列的条件和过程”。 生态系统服务包括如下几个方面：生态系统产品的产出、生物多样性的 发生和维持、气候和生命的维护、洪水和干旱的减缓、生物地球化学循 环、生物生长所需各种养分的供给、生物授粉、自然害虫控制、种子传 播或散布，以及对人的美学和精神调剂作用。 地球陆地生态系统服务功能价值为平均每年 33亿美元，约为当年全社会 国民生产总值的 1.8倍。我国生态系统的总价值为 77834.48亿元人民币 / 年，是 GDP的 1.73倍（ 1994年）。 2.人类对生物圈的影响和破坏 ? 二、人与生物圈的关系 有人将人类在自然界的行为比喻为 一个疯子或白痴闯进了古玩店，在 乱打乱砸之后连他自己也不明白他 干的是什么，造成了怎样的损失。 臭氧层破坏 长期以来 ,全球除热带地区之外的大部分区域 , 平流层臭氧都有稀薄化的倾向，尤其是南极和 北极地区。 CFCs(chloroflurocaaarbons,氟氯碳化物 )是造 成臭氧洞的主要原因 。 紫外线会改变植物体内的化学变化 ,因此不仅 农作物的生长受到影响 ,与植物关系密切的昆虫 和草食动物都将遭到波及 .甚至森林中枯枝枯叶 形成的腐殖质 ,成分都会有所改变 .臭氧洞如此牵 一发而动全身的影响 ,势将危及整个地球生态环 境的平衡 . 保护臭氧层为全球共识 二、人与生物圈的关系 温室效应 空气中含有约 0.03%二氧化碳，但由于人类活动（如化石燃料燃 烧）影响，近年来二氧化碳含量猛增， 2008年二氧化碳在地球大 气中的浓度为 385.2ppm,工业革命前，二氧化碳在大气中的浓度大 约为 280ppm，几乎固定不变。 2008年大气中甲烷的浓度为 1797ppb，在工业革命前大气中的甲 烷浓度约为 700ppb。 2008年氧化亚氮在大气中的浓度为 321.8ppb， 比 2007年提高 0.9ppb，比工业革命前高出 19。 1750年以来，大气中主要温室气体的浓度持续增长。 1990年以来， 二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和卤化碳浓度的增加都非常显著，其 中二氧化碳浓度增幅最大。 二、人与生物圈的关系 温室效应 燃烧矿石燃料和农业生产等人类活动是排放 温室气体的主要原因。科学家认为，温室气 体大量排放是全球变暖和气候变化的驱动力 之一。 二氧化碳等温室气体含量增加导致温室效应、 全球气候变暖、冰川融化、海平面升高 旨在遏止二氧化碳过量排放的 京都议定书 已经生效，有望通过国际合作遏止温室效应。 二、人与生物圈的关系 大气污染 二、人与生物圈的关系 酸雨 酸雨 PH值小于 5.6的雨 . 酸雨形成是一种复杂的大气化学和大气物理 现象。 酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分 是硫酸和硝酸，以硫酸为主。 硫酸和硝酸是由 煤和石油燃烧以及金属冶炼 等工业活动 人为排放的二氧化硫和氮氧化物转 化而成的 . 可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来 的。 目前，中国已成为世界上第三个酸雨严重污 染区。 大气污染 二、人与生物圈的关系 酸雨 生态系统遭受损害 ,土壤、湖泊、河流酸化 ; 酸化的湖泊、河流中鱼类减少 , 酸雨会伤害植物的新生芽叶，从而影响其 发育生长； 腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等，古建 筑、雕塑像也会受到损坏； 热带雨林减少 二、人与生物圈的关系 原因：木材、燃料、林产品获取，耕地放牧占 用， 结果：土壤肥力下降，改变降雨格局，增加温 度，增加二氧化碳含量 . 水体污染 二、人与生物圈的关系 根据联合国统计，全世界河流稳定流量的 40%左右受到污染； 人工合成的数百万种化学品、农业生产使 用的化肥和杀虫剂、废热、生活污水等是 造成水污染的主要原因。 生物多样性减少 二、人与生物圈的关系 生物多样性是衡量生态系统生命 力和持续性的重要指标 ; 人类活动范围的扩展和强度的增 加已经造成全球范围内生物多样 性的下降 , 据统计 ,目前生物物种灭绝的速度 比人类出现以前的自然灭绝速度 高出上千倍 ,迄今 ,全球 11500种鸟 类已有 20%受人类活动影响而灭 绝 .