【生物科技公司】第三章生物分布与生物区系
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生物地理学中的生物区系和生境分区生物地理学是研究生物在地球上分布规律和形成原因的学科,它的研究对象是各种生物及其在空间和时间上的分布,其中一个重要的方面就是生物区系和生境分区的研究。
一、生物区系生物区系是指一个地理区域内生物群落的总体,它包括了生态系统中的所有生物种类。
生物区系通过对各种生物物种的数量、分布和物种构成等方面的研究,可以得出该区域的生境、气候、地形等自然环境特征,进而推断该区域的地理位置,从而为研究生物地理学提供一定的参考依据。
生物区系的界限通常通过人工界定,例如使用生物地理方法和综合分析法等。
在生物区系研究中,生物群落的构成、数量和分布是一个非常关键的因素。
例如,从生物区系的种类和数量分布可以判断该区域的类型、气候类型和植被类型,从而为环境资源的保护和利用提供了有益的参考。
同时,对不同生物区系之间的关系的研究,也可以帮助我们探讨生态系统的演化和生物多样性的维持。
二、生境分区生境是指支持某个生物种群生活的自然环境,包括该环境的物理、化学和生物学因素。
生境分区是将整个地球划分为若干个生境类型的过程,主要基于生态环境中的自然因素。
生境分区根据不同地区的生物群落、气候、土壤和地形等自然因素,划分出不同类型的生境,它的形成基于对自然现象的观察和实验,可以为我们了解生物的繁殖和适应性提供必要的信息。
生境分区的研究可以帮助我们深入了解生物在不同自然环境下的适应性和分布情况。
在生物保护和生态资源利用方面,生境分区也起着重要的作用。
例如,在进行生态建设和资源开发规划时,根据不同区域的生境特点,可以推荐相应的植物和动物种类,以便提高生态系统的可持续性。
三、结论生物区系和生境分区是生物地理学的重要研究方向。
通过对这两个方面的探讨,可以帮助我们更好地了解生态环境和生物群落对彼此的影响,从而推进自然生态系统保护和资源利用的可持续发展。
生物分布及生物区系生物分布及生物区系地球上的生物种类繁多,包括植物、动物、微生物等。
它们栖息在不同的自然环境中,如陆地、水域、空气中等。
这些自然环境的差异造就了不同生物之间栖息地的差异,形成了各种生物分布。
生物分布1.陆地生物分布陆地上的生物分布受到气象和地理环境的影响较大。
在不同的气候区和地形地貌中,生物分布呈现出不同的特点。
(1)北极地区北极地区的环境极其严酷,寒冷干燥,大部分时间在极地夜和极地昼之间转换。
这里的生物数量相对较少,主要是苔原植物、苔藓、地衣等寒生植物。
动物方面,北极熊、海豹、北极狐、驯鹿等是该地区主要的代表性动物。
(2)热带地区热带地区气候温暖,雨量充沛,无明显季节变化。
这里的生物多样性特别丰富,动植物种类极为繁多。
常见的热带植物有棕榈树、热带雨林等,热带动物包括大象、老虎等。
(3)草原地区草原地区在物种多样性方面通常不如森林、热带雨林,主要生物种类包括草原食草动物、鸟类、爬行动物等。
草原上常见的生物有狮子、羚羊、斑马、野马、长颈鹿、鸵鸟等。
2.水域生物分布大约70%的地球表面都是水域。
水域生物分布非常广泛,包括淡水和咸水生物。
(1)淡水环境淡水环境中的动植物种类繁多。
常见的淡水动物有鲤鱼、鲸鱼、蜗牛、龟等等;淡水植物有水蕨、荇菜、莲花等。
淡水环境也是很多鸟类迁徙的重要场所。
(2)海洋环境海洋环境中的物种种类非常丰富,包括各种不同的鱼类、海洋哺乳动物、贝类、藻类、水草等。
比较常见的海洋动物有鲸鲨、海豚、带鱼等,海洋植物包括海藻等。
生物区系在不同的地理环境中,生物之间互相作用,形成一种区域性的生物群落,称之为生物区系。
1.北极区域生物区系北极的生物区系主要由苔原植被和典型的苔藓、地衣等冻原植被组成。
动物方面,有北极狐、北极熊、北極鸥、暴蜥等。
2.温带地区生物区系温带地区的生物区系主要沿着地球的纬度展开,有着多样的生态系统和生物类型。
例如,温带森林区的植被主要由针叶林和落叶林组成,生物种类包括负鼠、臭鼬、鹿、狐狸等。
生物地理学的探索生物分布与生态区域划分生物地理学的探索:生物分布与生态区域划分生物地理学是研究生物在地球上的分布规律以及生物区域划分的学科。
它旨在揭示生物与环境之间的相互作用关系,探索生物物种在地理空间上的分布特点和形成机制。
本文将介绍生物地理学的基本概念、研究方法以及三个主要的生物地理学理论,即分化演替理论、生态系统演替理论和进化生态学理论。
一、生物地理学的基本概念生物地理学是集生物学、地理学和地质学等多学科知识于一体的交叉学科。
它研究的对象包括各类生物体,从微观的微生物到宏观的动植物,还包括从陆地到水域的各种生态系统。
生物地理学的研究内容主要包括生物分布、生物地域的划分和生物地理区系的形成。
二、生物地理学的研究方法生物地理学的研究方法主要包括实地考察、野外调查、标本采集、遥感技术和分子生物学技术等。
实地考察和野外调查是生物地理学最常用的方法,通过对生态系统的直接观察和数据收集,可以获取生物分布的相关信息。
标本采集是对生物体进行分类鉴定和研究的重要手段,它为生物地理学提供了真实的物种记录和数据支持。
遥感技术和分子生物学技术则为研究大范围和微观尺度上的生物地理学提供了更多的手段和途径。
三、分化演替理论分化演替理论是生物地理学的核心理论之一,它揭示了生物分布与地质变迁之间的关系。
该理论认为,地球表面的地理区域和地质事件是影响生物分布的主要因素。
例如,大陆的分裂、海平面的变化以及山脉的隆升都会导致物种分化和迁移,从而形成不同的生物区域。
同时,分化演替理论还强调了生物的适应性进化和生态位占据在生物地理分布上的重要作用。
四、生态系统演替理论生态系统演替理论是研究生态系统及其边界变迁的理论框架。
它认为,生态系统在时间和空间上会发生演替,形成多个生态阶段或者生态过程。
生态系统演替的过程中,物种的组成和丰富度发生了变化,从而影响了生态系统的结构和功能。
因此,生态系统演替理论对于理解生物地理学中的生态区域划分和物种分布具有重要的意义。
生物学中的关键概念生物地理分布与生物区系生物学中的关键概念:生物地理分布与生物区系生物地理分布与生物区系是生物学中两个重要的概念,它们研究的是生物在地理空间上的分布和特征。
生物地理分布研究的是生物在地球上的分布规律,而生物区系则是根据生物地理分布产生的不同地域的生物群落归类的系统。
一、生物地理分布生物地理分布考察的是生物种群在地理环境中的分布情况,其中涉及到环境因素对物种分布的影响。
生物地理分布研究的主要内容包括生态区、生物群系和生物圈等。
1.生态区生态区是根据地理空间上的特征划分的区域,其中的生物种群具有相似的适应策略,能容忍一定范围内的环境变化。
常见的生态区划分包括极地区、寒带区、温带区和亚热带区等。
2.生物群系生物群系是指地理空间中具有相似生态条件和生物群落组成的区域。
例如,北美洲的北方针叶林和非洲的热带草原就是两个不同的生物群系。
生物群系的形成受到气候、地质以及行星运动等因素的影响。
3.生物圈生物圈是指地球上所有的生物体活动发生的范围,它不仅仅包括陆地上的生物,还包括海洋中的生物群落。
生物圈的特征包括生物丰度、物种多样性和生态连通等。
二、生物区系生物区系是根据生物地理分布的数据所归纳出的地理区域上的生物群落的分类系统。
它通过将一些具有类似特征的生物进行归类,帮助我们更好地理解生物的分布规律。
1.界、亚界生物区系的最小单位称为“界”,是在全球范围内的大型地理区划,例如:新北界、古北界等。
亚界则是界下面的小区段。
2.界上的区系在界上,我们可以根据物种的共同特征将生物进行归类,例如:大洋洲的无袋类动物和灵长类动物就属于不同的界上区系。
3.区系类型区系类型是指根据界上的物种组成和地理条件等因素对生物区系进行分类的方式。
常见的区系类型有古北区系、新北区系、古南区系和新南区系等。
三、生物地理分布与生物区系的意义生物地理分布与生物区系的研究对我们了解生物的空间分布和演化具有重要意义。
1.揭示地质演化和生物进化通过研究生物地理分布和生物区系,我们可以了解地质演化对生物的影响,以及物种在地理空间中的演化路径。
第六节世界陆地生物群分布规律主要内容一、世界陆地生物群的水平分布规律二、世界陆地生物群的垂直分布规律三、中国陆地生物群分布规律一、世界陆地生物群的水平分布规律(一)全球分布规律1 .世界植被水平带状分布的一般规律2 .欧亚大陆(包括非洲北半部)3 .北美大陆4 .南美5 .澳大利亚水平地带性纬度地带性热带雨林--常绿阔叶林--落叶阔叶林--针叶林--极地苔原经度地带性森林—草原—半荒漠--荒漠1)高纬度区内和低纬度区内植被带较为单一,具有环大陆分布的形式,明显地表现出纬向地带性的特点。
中纬度区的植被带比较复杂,它们在大陆的东西岸之间不相连续,由海岸向大陆干旱中心,在一定热量带的基础上,出现了经向地带性的分布。
2)各大陆沿岸地带和内陆的纬向植被带有很大的差别,同一大陆的东、西两岸也不相同。
3)南、北两半球的植被带不对称,产生这种情况的原因,除了南半球陆地面积较小,气候与北半球有较大的差异外,还与两半球的植物区系发展的历史有关。
1).欧亚大陆包括三个系列:大陆西部的大西洋沿岸系列;大陆东部的太平洋沿岸系列以及大陆内部的东欧-西西伯利亚-中亚-阿拉伯系列 .2).大陆东部太平洋沿岸系列中植被由北至南的更替顺序为:苔原-北方针叶林-针阔叶混交林-夏绿阔叶林-常绿阔叶林-季雨林或雨林。
同时,在陆地同一纬度的不同地点,各地的水分条件,由于与海洋的距离、大气环流和洋流的性质等差异往往十分明显。
植被分布地带性现象比较复杂。
在大西洋一侧,从北到南植被依次为苔原—北方针叶林—夏绿阔叶林和亚热带森林,呈一定的纬度分布。
在回归线到北纬60°范围内,主要为湿润性气候,并较欧亚大陆东岸更为湿润一些。
但是,植被的这种纬度地带性,并没有横贯整个北美大陆,特别是在夏绿阔叶林分布的纬度带内,植被向西逐渐过渡为草原和荒漠,在一个很大的区域内,出现了植被从东向西的有规律更替,表现出经度地带性。
这主要是与从大西洋湿润气团带来的水分自东向西逐渐减少密切相关。
(生物科技行业)第三章生物分布与生物区系第十一章生物分布与生物区系第一节生物分布区一、分布区概念1、分布区的概念生物种的分布区,是指某种生物所占据的地理空间。
在此空间内,该种生物能够充分进行个体发育,并留下具有生命力的后代。
具有某种生物生存所必需的一切条件的地方称为栖息地。
栖息地决定分布区的内部结构。
2、分布区表示方法分布区在地图上有两种表示方法:一种是用点、圈等符号直接标出生物的栖居地点-点图法;另一种是先在地图上标出某种生物分布的边界点,再把各个点用线连接起来形成一个密闭区域-周界法。
把同一属或科各个种的分布区用线连起来,可得到属或科的分布区。
二、分布区形成1形成理论1.1单境发生论植物种形成的理论之一。
即认为种是在一个地点一次发生,然后逐步传播出去。
初始发生地称发生中心(起源中心).1.2多境发生论即认为一个种可以在多个地区同时或不同时发生。
1.3稳健的多镜发生论如德—康多和恩格勒等,认为种以下(变种)的分类单位可以多境发生,而种以上单位,绝大部分都是单境发生的。
他们的观点被称为稳健的多镜发生论。
1.4泛境发生论认为植物旧种的进化达到质变阶段,新种就在旧种的背景上于整个分布区中一次发生。
2影响分布区的主要因素2.1自然因素(气候因素、土壤因素、地形因素、生物因素、时间因素)2.2人类因素3分布区的扩展3.1主动扩展正常扩展:有发生中心逐渐向外扩展的新地区。
有规律、逐渐、缓慢进行。
是种扩展的主要方式。
先锋扩展:迁移、漫游、爆发三种形式。
3.2被动扩展(水、风、生物携带)第二节分布区与分布区的形成一、植物分布区的静态特征1.种分布区一个物种由若干植物个体组成,它们所占有的全部地域构成该种的分布区。
描绘种分布区的方法:点图法所表现的事实客观、直接、具体,是研究植物分布的原始资料。
但它不能清晰地表示植物种的分布范围和边界。
轮廓法是在点图法基础上用封闭曲线勾绘出种的分布轮廓,便于分析和比较,是常用的方法。
有时用实线表示确定的边界,用虚线表示推测性的边界线,或者在同一图上兼用上述两种方法。
种分布区的现状进行分析,包括三个方面内容。
1)分布区结构。
植物种的个体并不是布满该种的分布区的所有空间,实际上它们仅仅有选择地分布在适宜的生境。
分布区内生境的差异使分布区内部带有不同程度的空间不连续性,把植物种的个体分割成数目多少不一的若干群体单元-种群。
同一种内的种群之间虽然常不直接相连,但仍可相互迁移(传播繁殖体),并能正常杂交进行基因交流,相距过远的种群间这种机会较少。
植物生境间差异,各种群还会分化为若干生态型。
生态型(或生态差型)间的分歧终究尚未超过种间差异(或为变种),即仍具有某种同质性。
气候生态型是由于分布区内气候条件的差异影响而形成的。
一般说气候生态型之间的区别表现在年生长周期、耐寒性、耐旱性、光周期需求、生长速度、开花迟早、繁殖能力等方面。
土壤生态型的分化原因为各种土壤理化性质的地区差异,如酸碱度、含钙量、可溶盐含量、铜、锌等重金属离子含量,土壤质地等都可能产生选择作用。
可将种的分布区划分出两部分,一部分具有对该种生长发育最适宜的条件,另一部分(常在分布区的边缘)。
种的分布区既有整体的统一性,这反映种的实际生态幅度。
2)分布区的形状。
按植物分布区的形状划分类型时一般归纳成两大类型。
连续分布区,区内该种植物重复出现在适宜它生存的生境,各部分之间没有被不可逾越的障碍隔断而失去交流繁殖体的可能性。
间断分布区(不连续分布区),分裂为相距遥远的两部分或更多部分,中间被高山、海洋、不适宜气候或土壤等障碍隔开,各部分的种群间失去基因交流的机会。
间隔的距离或跨越大洋、或在洲范围内不同部位。
其中没有明显主分布区而呈星散状的,又叫星散分布。
3)分布区范围。
少数种类植物的分布遍及世界各地,称为世界种。
事实上它们多是盐生植物、淡水水生植物,所在地仅为局部适宜的生境,真正占有的总面积不大。
如盐渍土上的盐角草、碱蓬等,后者有芦苇、香蒲、浮萍、大车前、龙葵、蒲公英。
各种植物的分布都限于某一地区范围内,称为该地区的特有种。
以东亚特有裸子植物种类为例,偃松为东北亚特有,侧柏为华北(延至朝鲜)特有,杉木为长江中下游地区所特有,金钱松分布于江南丘陵,银杉、水杉和台湾杉木都局限在很小范围。
2.属和科的分布区属是亲缘关系相近的种的联合。
每个属的分布区则是所包含各个种的分布区的总和。
同在一属之内彼此很相近的种,或者具有不重合的分布区、或虽有局部重合而其内部结构互有差别(即各自适应不同生境)。
一般种间不能正常杂交。
科的分布区是科内各属分布区的总括。
各科和属形成历史久远,其中种间生态特征常有明显差别,所以分布类型多样且原因复杂。
1)科和属的分布区结构——分布中心。
多种属的分布区内部如果出现若干种的分布集中现象,可以据此绘制种数等值线。
其中种数最丰富的地区称为该属的分布中心或多样性中心。
2)间断分布。
呈连续分布的科属大多分布范围较小,种类不丰富。
种属间断分布最为常见,并不乏远距离间断。
二、分布区的形成与变化1.物种的形成与分布物种通过生殖隔离保持独立的属性,其本身却不断产生具有新遗传物质的个体乃至种群。
遗传密码的突变是偶然的变异,有关植物遭此变化后,在形态上和生理上便出现相应差异,经过生境选择,大多不能适应而死,这种变异就会消失。
相反情况是新突变使有关植物个体的适应能力和竞争能力增强,从而生长旺盛、生殖繁茂,并通过杂交实现新基因扩散,传递到其他同种个体和相应种群。
第三种情况是新遗传物质在原有环境条件下虽无优越性,亦未致死,保存到若干代后,至所在地环境发生变化,才能显示出它的有利效应。
1)异地物种形成。
原始分布区理应是连续的整体,由于不可抗拒的外界原因,原有分布区被分割成数块,相互间距离遥远,不允许花粉和种子(繁殖体)传送,则这种地理隔离所导致的生殖隔离可能出现两种结果,一是被隔离的种群虽有越来越明显的差别,但终究没有超出种的界限,若一旦有机会相遇仍可正常杂交,这是植物种的间断分布。
二是异地的种群隔离时间长,基因变化趋向不同,积累到一定程度便产生彼此不能正常杂交的效果,分化为亲缘很近的若干不同种,形成属的间断分布,同时产生新种的连续性分布区。
异地物种形成均是缓慢的渐进的过程。
异地分化的亲缘很近的两个种所呈现的地理隔离称为成对种,例如欧亚的二叶舞鹤草(Mainthemumbifolium)与北美的加拿大舞鹤草(M.canadense),东亚(华中)的鹅掌楸(Liriod-endronchinense)与北美东南部的北美鹅掌楸(L.tulipifera)等。
2)同地物种形成。
在非地理隔离状态下,多倍体的出现可以导致新种就地形成。
由于某些原因,有的植株在有性过程中,细胞内染色体分裂失常,致使新一代个体细胞染色体数目增加一倍,使具有两组染色体的个体,不能与这些原是同种但已改具四组染色体的个体(称为多倍体)正常杂交,生殖隔离机制的作用把后者转化为新种。
现已查明被子植物中大约一半是多倍体,其中单子叶植物各科的多倍体比例高于双子叶植物(禾本科中多倍体约占2/3),后者中以温带多年生草本植物的多倍体较常见,如蓼科、景天科、锦葵科、蔷薇科、五加科等都有很多多倍体种,而壳斗科、桑科、小檗科、葫芦科等几乎没有多倍体,裸子植物中也仅见于罗汉松科和麻黄科。
3)平行物种形成。
某种群分布很广,其中一部分进入新生境,这些个体与其他种群个体之间虽无物理阻障,亦可产生基因流中断,逐渐形成新种。
2.种分布区的扩展一个物种的生存必须拥有一定数量生长正常、能适应环境的个体,通过特有的生殖策略繁育并向外散布健壮的后代,从而保持甚至扩展自己的分布区。
植物借助果实成熟干燥开裂来弹放种子,散落最远的距离仅15—20m处。
但借助风力搬运,则效果要大得多。
流水漂送繁殖体亦可较快地远达数十或数百公里,椰子果实靠洋流推动传播到孤立海岛。
被食型用果实(或种子)的肉质化部分吸引鸟兽,由硬质种皮保护的种子被鸟吞食后,经1—2h被排泄体外。
此间鸟已飞行了相当距离。
附着型用果外附属物(针刺、钩等)或粘液附着于鸟兽体表,不易脱落,可以搬运很远距离。
蚁播型则通过蚂蚁类搬运小型种子。
散布到新领域的植物个体常常不能实现定居,实现定居的又常不能繁殖后代,只是当地短暂的“过客”。
只有那些生态适应幅度广,利用生活资源能力强,能与原有植物竞争或适应的种类才有定居的机会,此外竞争优势常与个体数量有关,如果仅仅侵入少量繁殖体,则对其进一步发展常很不利。
显然,新环境与原来环境越相似,植物扩展分布区成功的可能性越大。
3.环境演变与植物分布区的变化第三节植物区系分析一、植物区系成分分析植物区系组成种类中,还可以根据各类群的起源地(起源中心)而划出若干发生成分。
1、地理成分:一个地区的植物种类组成可按它们的地理分布特征划分为若干地理成分。
2、发生成分:植物区系组成种类,可以根据各类群的起源地(起源中心)划出若干发生成分。
3、迁移成分:按植物种迁移到某一植物区系所在地所循的迁移路线来划分。
4、历史成分:植物区系的历史成分根据该组成成分参加当地植物区系的地质时期划分。
5、生态成分:按植物种的适应生境而定。
二、世界植物区系分区1.世界植物分区简介把那些植物区系成分的性质和发展历史相似的地区合并,按照相似程度、关系密切程度,分成若干等级,便是植物(区系)区划。
最高分区单位是植物区。
划分区的标准是含有高比例特有种和特有属,此外还有较多特有科。
区内根据次要差别可分为亚区、植物地区(Region),划分的重要标志是特有属和植物科属的组成特点(分类结构)。
再下一级单位即植物省(Province)的特有属比例较低,仍含有一定的特有种。
最小单位植物小区主要根据区系种类组成的相似性划分。
植物区和亚区的划分情况,全北区(泛北极区)、新热带区、古热带区、澳大利亚区、好望角区、南极区。
2.世界植物区系时空演变1)侏罗纪时:统一的大陆已分裂为南北两块,南方的冈瓦纳古陆进一步发生断裂移动,全球海洋性气候居于优势,比现代要温暖些,而且气候带间变化不很显著。
北半球银杏类分布甚广,混生松科与杉科植物(其后又出现柏科植物),多处形成大片森林。
南半球银杏稀少,以南洋杉科与罗汉松科为主。
低纬的热带亚热带气候区以本内苏铁与苏铁类比较繁盛。
2)被子植物化石最早见于早白垩世(1.3亿年前)的热带地区(或认为在山地),至今这里(主要是东南亚)保存有许多最原始的被子植物科属,如木兰科、金缕梅科、三白草科等。
这时气候仍很温暖,但由于山地抬升使部分内陆转为干燥环境。
在中白垩世(1.1—1.0亿年前)的岩层中发现有木兰科、水青树科、无患子科、山龙眼科、小蘖科、毛茛科、防己科、以及类似樟科、莲科的化石或花粉。
晚白垩世(8000万年前)裸子植物已居劣势,苏铁类只残留少数,而被子植物约有六、七十科,跃居植物界首位。