1、,No2. 生物圈與生態(tài)服務(wù)功能,Biosphere and ecological service,1,一、生物圈概念、組成與特征,生物圈是地球上所有的生物生存環(huán)境的總體。范圍包括整個(gè)水圈、巖石圈的上部（風(fēng)化殼）和大氣圈的下部（對(duì)流層）。 大約是海平面上下10公里。 一切生物，包括動(dòng)物、植物、微生物和人類都是在生物圈內(nèi)生存和發(fā)展。,1. 生物圈概念,2,大氣圈,一、生物圈概念、組成與特征,根據(jù)溫度變化情況把大氣圈劃分為四層：對(duì)流層、平流層、中間層和電離層。對(duì)流層是貼近地面的一層，約10-20km，影響生物的一切氣候現(xiàn)象都發(fā)生在對(duì)流層中。 地球擁有一個(gè)由78%的氮?dú)狻?21%的氧氣、和1% 的氬

2、氣混和微量其它包括二氧化碳和水蒸汽組成的厚密大氣層。大氣層是地球表面和太陽之間的緩沖。,2.1大氣圈,2. 生物圈組成,3,大氣圈,一、生物圈概念、組成與特征,2.1大氣圈,O2:地球上綠色植物光合作用的結(jié)果,是地球上一切生物所必需的物質(zhì). CO2:調(diào)節(jié)溫度,綠色植物光合作用不可缺少的原料 CO + H0 （CHO） + O,2. 生物圈組成,4,一、生物圈概念、組成與特征,2.1 大氣圈,C循環(huán),碳是生命骨架元素。 主要循環(huán)過程: 有氧呼吸 光合作用 森林火 化石燃料燃燒（人類影響）,5,O3作用 大氣中的臭氧絕大部分都集中在離地面大約2530公里的上平流層中,稱為臭氧層。 在綠色植物尚未出

3、現(xiàn)于地球上以前，高空尚無臭氧層存在，太陽遠(yuǎn)紫外輻射把水汽分解為氫、氧兩種元素。大氣中氧的組分較多時(shí)，在高空就可能形成臭氧層。 極薄的一層臭氧,對(duì)于地球上的生命非常重要, 臭氧能吸收陽光中的紫外線,保護(hù)地球上的生物。,一、生物圈概念、組成與特征,6,2.2 水圈,一、生物圈概念、組成與特征,水圈指包圍地表的水層。 海水是水圈最主要的成分，97.5%。 地球上淡水占總水量的2.5%，其中大部分以兩極的冰蓋，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資源只有不到1%的地面水和地下水。,7,一、生物圈概念、組成與特征,水循環(huán),8,一、生物圈概念、組成與特征,2.3 巖石圈和土壤圈,

4、巖石圈一般指地球表面30-40公里厚的地殼。 陸地上，巖石表面由于風(fēng)化作用形成一層風(fēng)化殼，風(fēng)化殼是土壤的母質(zhì)，與水分、有機(jī)質(zhì)和生物等長(zhǎng)時(shí)間作用形成土壤層。土壤圈是地球表面有一定肥力并能生長(zhǎng)植物的圈層。是大氣圈、水圈、巖石圈的過渡帶。 巖石圈和土壤圈貯藏著豐富的資源，是生物所需要的各種元素和化合物的源泉，是萬物生存繁衍的基地。,9,一、生物圈概念、組成與特征,3. 生物圈特征-區(qū)域性,生物圈分為很多不同的生物群系。在地面上，生物群落主要是以緯度劃分，大部分活躍的生物群落都在赤道附近。 地球上的植被類型雖然很復(fù)雜，但在陸地上呈大面積分布的地帶性生物群落（biome）主要有以下幾類： 森林：熱帶雨林

5、(tropic forest) 常綠闊葉林(chaparral) 落葉闊葉林(temperate deciduous forest) 北方針葉林(coniferous forest) 草原：熱帶稀樹草原(savanna) 草原(temperate grassland) 荒漠(desert) 苔原 (tundra),10,一、生物圈概念、組成與特征,11,分布于赤道附近的南北緯10之間的濕潤(rùn)區(qū)域，由熱帶種類所組成的高大繁茂、終年常綠的森林群落， 對(duì)維持人類生存環(huán)境作用最大, 地球上面積最大最為繁茂的植被類型。,一、生物圈概念、組成與特征,熱帶雨林(tropic forest),12,一、生物圈概

6、念、組成與特征,亞熱帶常綠闊葉林(chaparral),分布在亞熱帶大陸東岸北緯22- 40之間的濕潤(rùn)地區(qū)，由常綠的雙子葉植物所構(gòu)成的森林群落。 亞熱帶常綠闊葉林內(nèi)動(dòng)物種類較為豐富，主要的哺乳動(dòng)物是猴類和鹿類，著名的猴類為金絲猴、日本猴；中國西南地區(qū)分布的熊貓則是世界上最瀕危的珍稀動(dòng)物，被稱為活化石。,13,溫帶落葉闊葉林(temperate deciduous forest),一、生物圈概念、組成與特征,分布于溫帶濕潤(rùn)海洋地區(qū)的，由落葉雙子葉植物所構(gòu)成的落葉森林群落。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分層清楚，夏季林相郁閉，冬季林內(nèi)明亮干燥； 季相更替現(xiàn)象十分明顯為其外貌的顯著的特征.,14,一、生物圈概念、組成

7、與特征,北方針葉林(coniferous forest),分布在北半球高緯度地區(qū); 冬季嚴(yán)寒，夏季溫暖濕潤(rùn)，年溫差較大。主要代表樹種有云杉、冷杉和松。,15,一、生物圈概念、組成與特征,熱帶稀樹草原(savanna),分布于熱帶干燥地區(qū)，以喜高溫、旱生的多年生草本植物占優(yōu)勢(shì)，并稀疏散布有耐旱、矮生喬木的植物群落。,16,溫帶草原(temperate grassland),一、生物圈概念、組成與特征,溫帶草原出現(xiàn)于中等程度干燥、較冷的大陸性氣候地區(qū)。 植被分層簡(jiǎn)單，以多年生的禾本科草類占優(yōu)勢(shì)，代表動(dòng)物有高鼻羚羊、野驢、駱駝等.,17,分布在亞熱帶和溫帶（緯度3040之間）的副熱帶無風(fēng)地區(qū)。 在荒

8、漠群落中，植物是一些特別耐旱的超旱生植物，荒漠中的動(dòng)物，多數(shù)有冬季和夏季休眠以及貯存大量食物以備越冬的習(xí)性。,一、生物圈概念、組成與特征,荒漠(desert),18,苔原 (tundra),一、生物圈概念、組成與特征,凍原又稱苔原，出現(xiàn)在高緯度和高海拔的寒冷地區(qū)，凍原的優(yōu)勢(shì)植物是多年生灌木、苔草、禾草、苔蘚和地衣，植被的高度一般只有幾厘米。凍原的典型動(dòng)物有馴鹿、旅鼠、北極狐、北極黃鼠等.,19,1. 人類從生物圈獲得了什么?,二、人與生物圈的關(guān)系,食品、原料、能源等. 凈化空氣和調(diào)節(jié)氣候 水供給、減緩干旱和洪澇災(zāi)害 生物多樣性維護(hù)、傳粉、傳播種子 生物防治， 娛樂、文化等. 這些非實(shí)物型的獲取

9、為人類提供了巨大的福利，不能通過市場(chǎng)反映出來，并未引起人們的注意,是導(dǎo)致環(huán)境惡化的重要原因。,20,1. 人類從生物圈獲得了什么?,二、人與生物圈的關(guān)系,這些獲取被生態(tài)學(xué)家定義為自然生態(tài)系統(tǒng)提供給人類的”生態(tài)服務(wù)功能”, “生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過自然生態(tài)系統(tǒng)和其中的物種為維持人類生活而提供的一系列的條件和過程”。 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)包括如下幾個(gè)方面：生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品的產(chǎn)出、生物多樣性的發(fā)生和維持、氣候和生命的維護(hù)、洪水和干旱的減緩、生物地球化學(xué)循環(huán)、生物生長(zhǎng)所需各種養(yǎng)分的供給、生物授粉、自然害蟲控制、種子傳播或散布，以及對(duì)人的美學(xué)和精神調(diào)劑作用。 地球陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值為平均每年33億美元，約為當(dāng)年

10、全社會(huì)國民生產(chǎn)總值的1.8倍。我國生態(tài)系統(tǒng)的總價(jià)值為77834.48億元人民幣/年，是GDP的1.73倍（1994年）。,21,2.人類對(duì)生物圈的影響和破壞?,二、人與生物圈的關(guān)系,有人將人類在自然界的行為比喻為一個(gè)瘋子或白癡闖進(jìn)了古玩店，在亂打亂砸之后連他自己也不明白他干的是什么，造成了怎樣的損失。,22,臭氧層破壞 長(zhǎng)期以來,全球除熱帶地區(qū)之外的大部分區(qū)域,平流層臭氧都有稀薄化的傾向，尤其是南極和北極地區(qū)。 CFCs(chloroflurocaaarbons,氟氯碳化物)是造成臭氧洞的主要原因。 紫外線會(huì)改變植物體內(nèi)的化學(xué)變化,因此不僅農(nóng)作物的生長(zhǎng)受到影響,與植物關(guān)系密切的昆蟲和草食動(dòng)物都

11、將遭到波及.甚至森林中枯枝枯葉形成的腐殖質(zhì),成分都會(huì)有所改變.臭氧洞如此牽一發(fā)而動(dòng)全身的影響,勢(shì)將危及整個(gè)地球生態(tài)環(huán)境的平衡. 保護(hù)臭氧層為全球共識(shí),二、人與生物圈的關(guān)系,23,溫室效應(yīng),空氣中含有約0.03%二氧化碳，但由于人類活動(dòng)（如化石燃料燃燒）影響，近年來二氧化碳含量猛增，2008年二氧化碳在地球大氣中的濃度為385.2ppm,工業(yè)革命前，二氧化碳在大氣中的濃度大約為280ppm，幾乎固定不變。 2008年大氣中甲烷的濃度為1797ppb，在工業(yè)革命前大氣中的甲烷濃度約為700ppb。2008年氧化亞氮在大氣中的濃度為321.8ppb，比2007年提高0.9ppb，比工業(yè)革命前高出19

12、。 1750年以來，大氣中主要溫室氣體的濃度持續(xù)增長(zhǎng)。1990年以來，二氧化碳、甲烷、氧化亞氮和鹵化碳濃度的增加都非常顯著，其中二氧化碳濃度增幅最大。,二、人與生物圈的關(guān)系,24,溫室效應(yīng),燃燒礦石燃料和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等人類活動(dòng)是排放溫室氣體的主要原因?？茖W(xué)家認(rèn)為，溫室氣體大量排放是全球變暖和氣候變化的驅(qū)動(dòng)力之一。 二氧化碳等溫室氣體含量增加導(dǎo)致溫室效應(yīng)、全球氣候變暖、冰川融化、海平面升高 旨在遏止二氧化碳過量排放的京都議定書已經(jīng)生效，有望通過國際合作遏止溫室效應(yīng)。,二、人與生物圈的關(guān)系,25,大氣污染,二、人與生物圈的關(guān)系,酸雨,酸雨P(guān)H值小于5.6的雨. 酸雨形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理現(xiàn)

13、象。 酸雨中含有多種無機(jī)酸和有機(jī)酸，絕大部分是硫酸和硝酸，以硫酸為主。 硫酸和硝酸是由煤和石油燃燒以及金屬冶煉等工業(yè)活動(dòng)人為排放的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化而成的. 可以是當(dāng)?shù)嘏欧诺?，也可以是從遠(yuǎn)處遷移來的。 目前，中國已成為世界上第三個(gè)酸雨嚴(yán)重污染區(qū)。,26,大氣污染,二、人與生物圈的關(guān)系,酸雨,生態(tài)系統(tǒng)遭受損害,土壤、湖泊、河流酸化 ; 酸化的湖泊、河流中魚類減少, 酸雨會(huì)傷害植物的新生芽葉，從而影響其發(fā)育生長(zhǎng)； 腐蝕建筑材料、金屬結(jié)構(gòu)、油漆等，古建筑、雕塑像也會(huì)受到損壞；,27,熱帶雨林減少,二、人與生物圈的關(guān)系,原因：木材、燃料、林產(chǎn)品獲取，耕地放牧占用， 結(jié)果：土壤肥力下降，改變降雨格局，增加溫度，增加二氧化碳含量.,28,水體污染,二、人與生物圈的關(guān)系,根據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)，全世界河流穩(wěn)定流量的4