第17章 陆地生态系统 (Life on Land) 1. 陆地生态系统的成因 陆地生态系统包括草原、森林（热带雨林、热带干旱林、热带稀树草原等等……)、沙漠、冻原等等类型。 其形成与纬度、经度、海拔、地质特征密切相关。 美国阿拉斯加

土壤－土壤有极其复杂的生物和非生物物质组成，是陆地生物群落依赖的基础。影响土壤结构的因素有气候、生物、地貌、母质和演化时间。 有机层 矿质土 沉积层 风化母质

2. 气候图解 —由Heinrich Walter (1985) 创立 1）海拔； 2）月平均温度； 3）月平均降水量； 4）年均温度； 5）年均降水量； 6）平均最低温度高于零度的月份； 7）平均最低温度低于零度的月份。

气候图解举例

热带雨林－(a) 分布和气候

热带雨林的土壤和生物学 土壤 ：1)土壤营养贫乏、酸化、瘠薄，有机质少； 2）植物更多依靠微生物、小动物快速分解枯枝落叶或／和共生菌（菌根）来获取营养。但有些雨林的土壤很肥，如年轻的火山土上的雨林。 生物学：1）高大的乔木占绝对优势，树高平均40m，有的高达80 m，为大量其他小植物提供生存场所； 2）物种极其丰富，1 ha 热带雨林含300种；动物多样性很大，栖息在树上生物异常丰富，鸟、蛇、猴种类繁多。尤其昆虫最为丰富，一棵树可能栖息有几千种昆虫。生物学家估计，尚有上千万种昆虫在热带雨林有待发现。 3）食物网极其复杂。

热带雨林图片

热带雨林图片

热带干旱林 (旱季落叶阔叶疏林) （1） 分布与气候 热带干旱林 (旱季落叶阔叶疏林) （1） 分布与气候

(2) 土壤与生物学 土壤： 酸性比热带雨林弱，肥力比后者高，但土壤易于流失。 生物学： 动植物多样性受降雨影响很大。 热带干旱森林的动物与雨林和稀树草原有许多相似种，包猴、鹦鹉、大型猫科动物（如亚洲的虎、美洲虎）。动物的生活与植物一样围绕雨季和旱季进行，但动物（如鸟、哺乳动物和一些昆虫）能通过季节性迁徙主动适应不利的旱季，如迁到潮湿地区甚至雨林。

雨季景观 旱季景观

热带稀树草原（Tropical Savanna－(a) 分布与气候 人类诞生的地方，人类从这里最终走向地球上各个生态系统 肯尼亚的热带稀树草原

(a) 分布与气候 生命活动跟随旱季和湿季的节律变化。

(b) 土壤与生物学 土壤： 土层对水的低渗透性不适于树木扎根生长，稀疏的树只在土壤渗透性好的生长。 生物学：热带稀树草原活动着大量的“追逐”季节（雨）的动 非洲稀树草原更是大象、长颈鹿、斑马、角马以及人类迁徙性动物的家园。

荒漠－(a) 分布与气候

(b)土壤和生物学 土壤：荒漠里的动植物把荒漠变成了一个含各种土壤的“拼盘”：动植物附近土壤肥沃而其他地方贫瘠。沙漠土壤，尤其是封闭的谷地和低地，含有高浓度的盐，随着沙漠土壤年龄增长，形成一层富含碳酸钙的硬质土层，称为生硝（Caliche），生硝形成的程度是测定土壤年龄的有利工具。

沙漠植物的相似性：a)北美的仙人掌，b)非洲的大戟 生物学： 植被覆盖度极低；外表覆盖有密绒毛而呈现灰绿色，以保护其光合作用面和减少水分蒸发。另外，植物适应干旱的特征有缩小叶片、只在有雨时长出叶片然后脱落，或者不长叶。有些植物的种籽在土中长期休眠，偶尔遇到降雨才萌发。 动物密度低但多样性可能高。 沙漠植物的相似性：a)北美的仙人掌，b)非洲的大戟

柽柳 琵耙柴

温带疏林和灌木林 (常绿阔叶林）－(1)分布与气候

地理学：除南极外的所有大陆。在地中海和北美分布极其广泛，此外，智利、南澳大利亚、南非等，我国是世界最大的分布区（见：孙儒泳）。 气候： 秋、冬和春季冷而湿，夏季干热。干热的夏季、浓密的植被和丰富的精油结合起来极易引发火灾 土壤： 肥力低到中等。南加州的火灾使土壤流失增大40倍。火灾加上过渡放牧使某些温带林地和灌木林地流失。

(2) 土壤和生物学 生物学：植物常绿，叶小而硬，利于保存水分和营养。许多植物与微生物建立了完善的共生关系并固定大气中的氮。分解过程在干旱的夏季缓慢，秋冬季开始，但平均分解率可与温带森林相当。火灾的压力选择了抗火的树种，如树皮厚而粗糙。 动物类群多样，如北美的鹿，地中海地区的鹿、绵羊和山羊、澳大利亚的袋鼠、南非的羚羊。除定居生活的类群外，大部分迁徙性鸟和一些昆虫来此越冬。 加利福尼亚的温带疏林 地中海的橡树

温带草原－(1) 分布与气候 地理学： 在北美和欧亚大陆都有广阔的温带草原。在欧亚大陆，温带草原从欧洲东部延伸到中国东部。 气候： 温带草原每年接受300－1000 mm降水。

(b) 土壤和生物学 土壤： 土壤深厚、碱性或中性，富含有机质，肥力高，如北美和欧亚著名的黑草原土壤。干旱地区土有机质含量较低。 生物学：温带草原由草本植被主导。夏季干旱高温易于引发火灾。树木常生长在溪流和河岸边。植被高度5－200 cm。温带草原曾养育着成群结队的草食动物，如北美的野牛和叉角羚、欧亚的野马和赛加羚羊。这些草食动物集结成社群，就象捕食它们的草原狼一样。更小的动物如蝗虫和鼠，具有更大的数量。

Saiga Antelope (Saiga tatarica) is a Critically Endangered nomadic herding species that generally inhabits the open dry steppe grasslands and semi-arid deserts of Central Asia. surveys for 2001-2002 indicate that less than 50,000 animals now remain in the wild

温带森林（夏绿阔叶林和其他）－(1) 分布和气候 地理学：温带森林可以在纬度30－55º之间找到。西欧、北美东部、亚洲东部（包括我国东北和华北）、和其它一些地方。 气候： 温度不是很极端，降水在650－3000 cm 之间，通常比温带草原接受更多的冬季降水

(2)土壤和生物学 土壤： 土壤肥沃，最肥的土壤在落叶树森林中；土壤中性或微偏酸性。 生物学： 包括阔叶林、针叶林和混交林。树虽比热带雨林低，但生物量等于或高于热带雨林。温带森林空间层次分明，从低层依次是草本植被、灌木层、耐荫树、最大的树构成的树冠层。树冠高度在40到100多米。鸟类、哺乳动物和昆虫可以利用各个层次的植物。小型树栖哺乳动物如鼠猴、树松鼠和飞松鼠等栖息在树冠层，有些动物如熊、羚羊和狐狸等在水低层生活，另一些动物生活在土表之下。 北美古老的红杉树

生物学（续） 真菌和细菌组成另一群通常不为人们注意的庞大群体，他们与小型无脊椎动物一起在森林生态系统中分解着巨大的生物量。 阿拉斯加温带森林

北方针叶林（Boreal Forest）（寒带针叶林，泰伽林） (1) 分布与气候

地理学： 仅分布在北半球。以大约北纬55－65º的宽带横跨全北区（从北欧经过俄罗斯欧洲部分、跨过西伯利亚到阿拉斯加中部，横跨加拿大中部。在我国主要分布在东北，西北有少量。 气候： 冬季很长而夏季很短，温度年变化随地理位置的不同而有差异。

俄罗斯西伯利亚的北部森林

(2) 土壤和生物学 土壤： 土壤肥力低且偏酸。低温和低pH 不利于枯枝落叶的分解，因此营养物质大多储存在地面厚厚的落叶层中。根系浅而密集，与共生真菌一起吸取着落叶层中的营养。表土层薄，在气候较冷的地方其下就是永冻层（可能几米厚））。 生物学：北方森林一般主要有常绿针叶树组成，如云杉、冷杉、美洲落叶松、松树、落叶松等。柳树沿河湖岸边生长。在浓密的森林中没有什么草本层，但常见小灌木，如越橘、刺柏等。 驼鹿、马鹿、驯鹿、鼯鼠、雪兔、熊等等生活在这里。

(3 ) 人类的影响 人类依赖北方森林动物（如迁徙性驯鹿）生活已经几万年了。虽然迄今人类对这里的破坏不重，但狩猎和开发使北部森林叶面临着被“蚕食”的危险 北部森林的砍伐

冻原（苔原） a) 分布与气候

生物学： 植被结构简单，主要由苔草、泥炭藓、矮石楠、矮柳、桦等植物组成。动物包括驯鹿、麝牛、熊、和狼以及小哺乳类如北极狐、鼬鼠、旅鼠等组成。 阿拉斯加冻原景观和驯鹿

山脉：空中的“岛屿” Mountains：Island in the sky 地理学：在西半球，山脉主要分布在西面，从阿拉斯加直到南美洲顶角；在非洲西北部是Atlas山脉，在东非有些小山脉；在欧亚大陆有 the Pyrenees, the Alps, the Caucuses, and the hieghest Hymalayas.

生物学： 植被组成随海拔高度而有明显差异，变化格局类似于随纬度而变化的规律。例如长白山植被垂直分布自下而上依次为： 冻原 矮曲林 寒温性常绿阔叶林 针阔叶混交林 落叶阔叶林