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1、奇特的南极地区生态系统 倪贤俊华南师范大学2011级地理科学学院1班可供参考，侵权必究目录研究背景3摘 要3关键词3前言3一、南极地区生态系统本文研究的空间尺度3二、南极地区生态系统本文研究的内容4环境篇4一、南极地区生态系统的地理区位41. 经纬度位置42. 海陆位置43. 地形地貌4二、南极地区生态系统的物质能量流动51. 洋流52. 大气环流63. 人为活动6三、南极地区生态系统的圈层结构体系61. 地圈62. 水圈73. 大气圈7四、南极地区生态系统在地理区位和物质能量流动体系下形成的环境71. 严寒72. 强风73. 干燥却淡水资源丰富84. 洁净8生物篇8一、南极地区生物多样性简介
2、生产者81. 陆地：82. 海洋：9二、南极地区生物多样性简介消费者91. 无脊推动物92. 鱼类103. 鸟类104. 南极的哺乳动物105. 南极地区消费者种类总表116. 南极地区消费者特征11三、南极地区生物多样性简介分解者11生物与环境篇11一、南极板块迁移的历史对生物区系的影响形成海洋性动物区系11二、南极极端气候环境对生物区系的影响抗寒基因的自然选择、物种少生长慢121. 抗寒基因的自然选择122. 物种少123. 生长极慢12三、南极地区低光照低热量对初级生产力的影响生产力低121. 当前南极生产力研究体现以下特点122. 南极地区初级生产力评价12生物相互作用篇12一、南极地
3、区食物网的结构及能量流动121. 陆地食物网122. 海洋食物网13二、人类活动对食物网的干预131. 海洋渔业的影响132. 未来对磷虾资源的开发143. 南极地区生物多样性的保护14参考文献14研究背景南极地区地处南半球最南端，其独特的地理位置造就了严寒强风干燥的生态景观。由于其独特的地质历史和气候，经数百万年的自然选择，演化成了有别于其他地区的独特的生物区系，且由于人迹罕至，而保存着原始的生态面貌。本文尝试探讨南极生态系统在独特地质历史和地理位置影响下如何形成现代的自然景观和生物区系。并对南极生态系统进行概要性的了解。摘 要：本论文旨在浅谈60S以南的南极地区在独特地质历史和地理因素的影
4、响下，形成的有南极独特性的生态系统，包括独特的地理环境和生物景观关键词：南极 生态系统 地质历史 地理位置 环境 生物 相互作用前言一、南极地区生态系统本文研究的空间尺度本文所研究的范围是60S以南的南极地区动态变化的生态系统，含地圈、水圈和大气圈。其中，地圈包括了南极大陆及其沿海岛屿；而水圈则是其陆缘冰以及南太平洋，南大西洋，南印度洋的一部分；大气圈则是60S地表以上的大气。图1：南极地区范围示意图其中，南极大陆是人类最后到达的大陆，也叫“第七大陆”。位于地球最南端。四周濒太平洋、印度洋和大西洋，是世界上地理纬度最高的一个洲。总面积约1400万平方千米。由围绕南极的大陆、陆缘冰和岛屿组成，其
5、中大陆面积1239.3万平方千米，陆缘冰面积158.2万平方千米，岛屿面积7.6万平方千米。南极分东南极洲和西南极洲两部分。东南极洲从西经30向东延伸到东经170，包括科茨地、毛德皇后地、恩德比地、威尔克斯地、乔治五世海岸、维多利亚地、南极高原和极点，面积1018万平方千米。西南极洲位于西经50160之间，包括南极半岛、亚历山大岛、埃尔斯沃思地以及伯德地（玛丽伯德地）等，面积229万平方千米。二、南极地区生态系统本文研究的内容研究南极地区由生物和环境构成的统一整体。包括以下内容： 由其特殊的地理条件所形成的独特地理环境 在其特定地质历史和独特地理环境下形成的生物区系 地理环境与生物区系的相互作
6、用以及生物之间的相互作用环境篇一、南极地区生态系统的地理区位1. 经纬度位置纬度：60S -90S，全部处于寒带；经度：跨0-180全经度尺度，见图1。2. 海陆位置南极大陆四周为太平洋，大西洋和印度洋所包围，以德雷克海峡与南美洲相接。3. 地形地貌 地形：南极洲大陆平均海拔2350米，是地球上最高的洲。最高点玛丽伯德地的文森山海拔5140米。南极大陆部分98%的地域终年为冰雪所覆盖，冰层平均厚度有1880米，最厚达4000米以上。冰盖面积约200万平方公里，平均厚度20002500米，最大厚度为4800米。 地貌：区内由山地、高原和盆地组成。东西两部分之间有一沉陷地带，从罗斯海一直延伸到威德
7、尔海。图2：美国航太总署的绘制出的目前最为精密的南极洲地貌图 地质构造：南极大陆及邻近海域是全球八大岩石圈板块之一，四周几乎完全被洋中脊所围绕。南极大陆可分为三个构造单元：东南极地盾、横贯南极山脉造山带、西南极造山带。图3：南极大陆地质构造二、南极地区生态系统的物质能量流动1. 洋流图4：南极环流与西风漂流 西风漂流西风漂流为全球洋流系统的最强劲的洋流，在盛行西风带的作用下，由于没有陆地阻隔而形成一条环绕南半球中高纬度的由西向东且干燥寒冷的寒流。 南极环流四周被南极环流包围，在极地东风（南半球风向为东南风）作用下形成，海水自东向西流。呈现逆时针，属于风海流、寒流。 洋流的影响西风漂流和南极环流
8、的存在，如同给南极加上了一道坚固的屏障。它使南极丧失了与外界进行热量交换的可能，没有任何暖流能够汇入南极，从而隔离南极洲，令其大陆维持其巨大冰原。2. 大气环流南极地区地处南半球高纬度地区，终年酷寒，形成极地高气压带。近地面往南输送冷而重的大气并在60S附近遭遇来自中低纬度的暖而湿的大气而往下插入；在高空，来自中低纬度暖湿气流由低纬度向高纬度移动。图5：南极地区大气环流简图3. 人为活动南极大陆是地球上最后一个被发现、唯一没有人员定居的大陆。而其周边的岛屿和海域也由于终年酷寒，人迹罕至，仅有极少捕鲸渔业人员或科研人员踏足此地。故其环境和生物区系受人类影响较小，生态系统保持着原有的面貌。三、南极
9、地区生态系统的圈层结构体系1. 地圈图6：南极板块位置示意图 板块：南极地区大部分属于南极板块，地处非洲板块、澳大利亚板块、南美板块、太平洋板块之间。 南极板块的形成和迁移猜想中国科学院地质与地球物理研究所研究员边千韬教授指出，大约1.5亿年到1.3亿年前的一期超级地幔热柱活动，导致了当时地球上两块大陆之一的冈瓦纳大陆的裂解，并直接造成了印度板块与澳大利亚板块、南极洲板块的分开，南极板块由此形成。2. 水圈 范围：指60S以南的南大洋部分的海水以及冰川、淡水、地下水、水气等。 水循环：南极表层洋流：西风漂流和南极环流在前面已经论述过 南极水循环对生物的影响：一方面，西风漂流和南极环流形成屏障，
10、使得南极鱼类和外界沟通较少；另一方面，南极水圈全年低温，使得南极鱼类在长期的自然选择中形成抗寒的本领。3. 大气圈大气系统基本是能量动态均衡的结果，由于风、温度和雨量分布的差异形成不同的气候区，南极地区则相应形成了冰原气候。南极地区的气候特征：严寒、强风和干燥，具体在以下展开。四、南极地区生态系统在地理区位和物质能量流动体系下形成的环境纬度高，四周为海洋所包围，南极大气环流和洋流，地形和人为活动等诸多影响因素，使得南极形成严寒、强风、干燥却淡水资源丰富和洁净的环境。1. 严寒 原因：南极大陆位于高纬地区；常年受冷高压控制，全年盛行下沉气流；且地势高，为平均海拔最高的大陆；常年冰雪覆盖，强烈反射
11、太阳热辐射；另外西风带和南极大陆沿海地区巨大冰障常年阻碍低纬暖湿气流进入图7：南极海冰区月平均气温分布图5 表现：种种原因使得南极洲成为最严寒的大陆，有世界“寒极”之称。记录到最低温度-94.5。每年11月次年3月为暖季，出现极昼，内陆温度-20 -35，平均-28；每年411月为寒季，出现极夜，温度为-40 -70 。2. 强风南极洲的风力，因地而异。一般而言，海岸附近的风势最强，平均风速为1718米/秒，许多地方超过70m/s。冬季多风暴，每次长达6-8天，是一个“风暴王国”。最大风速100m/s，是地球上观测到的最大风速，比12级大风还高出近3倍 。表1：南极大陆沿岸各站月平均风速分布表
12、53. 干燥却淡水资源丰富 特点:年平均降水55mm，是地球上降水最少的大陆，是地球上的“旱极”， 有“白色荒漠”之称。降水几乎全部是雪，空气非常干燥。 降水的空间分布:越往大陆内部，降水量越少。降水量较多的地方是沿海地区，年平均降水量有200-500毫米；而南极点附近只有3毫米。图8：南极长城站年平均降水量（1985-2008）时间序列（实）及变化趋势（虚）图8 水资源却非常丰富:尤其特别的是，南极气候极端干燥，但却是淡水储藏量最大的大陆，95%的面积被冰雪覆盖，冰层厚度平均为1600米，总体积为3000万立方千米。南极大陆淡水量占全球的72%。4. 洁净南极大陆是世界上最干净的大陆，无永久
13、居民，少污染，除风声、浪声以及海豹、企鹅的叫声外，并无其他声音。生物篇一、南极地区生物多样性简介生产者1. 陆地：60S以南地区的陆生植物仅限于苔藓、地衣、和两种开花的植物。据统计：南极共有200多种地衣。它们生长在岩石上，岩石断裂层的下面，岩石表面洞的底面，动物的骨骼和腐烂的羽毛上，苔藓和藻类上，有些种甚至生活在海滨潮间带；南极有藓类169种，苔类50种。这些种类大多分布于南极洲的岛屿上，南极大陆的种类很少。从生物量而论，藻类是南极洲最丰富的植物，它广泛分布于绿洲的陆原地面、岩石表 面、石缝、冰雪以及冰雪融化时形成的暂时性溪流和水塘中。 图9：南极地衣和苔藓副南极地区岛屿上的植物有更大的多样
14、性，包括寒温带岛屿上的灌木丛和树木。而冷气候岛屿上的植物物种比较多，某些岛屿上生存着150多种植物。2. 海洋：各式各样的藻类和浮游植物，为磷虾等生物提供了能量来源，是南极地区主要的生产力来源。图10：南极海洋和陆地均有海藻分布二、南极地区生物多样性简介消费者1. 无脊推动物在浩瀚的南极海洋中，生活着门类繁多的无脊椎动物，有巨型纽虫、海毛虫、茗荷儿、乌贼、曳鳃虫、磷虾、糠虾、褐虾、钩虾、海星、海胆、海葵、海鞘、海参、蛇尾、海百合等。其中最负盛名的是磷虾，估计蕴藏量在5至50万吨。主要以海洋中浮游生物为食，它们本身又是鲸类、海豹、企鹅、海鸟、鱼类、乌贼等的食物，还有曳鳃虫，乌贼等 图11：南极磷
15、虾和鳕鱼2. 鱼类在南极的脊椎动物中，种类和数量最多的要首推鱼类了。到目前为止，已知在南极范围内共有鱼类近200种，全为海水鱼类，在这些鱼类中，有95%以上是南大洋海域所特有，即南极鱼亚目。以齿鱼类、鲱鱼类和鳕鱼类为主。其中齿鱼类的个体最大，鳕鱼类的数量最多。南极鳕鱼的数量占南大洋中各类鱼总数量的70%。3. 鸟类由于南极大陆缺少可供高等动物(鸟兽等)存活的食物，所以南极大陆上没有本地特有的高等陆生动物。到目前为止，人们在南极共发现了80多种鸟类，而且全为海鸟，受气候的影响，它们一般都要做周期性的南北迁飞。若从种类来说，最多的鸟却不是企鹅，而是海燕(或叫鹱)。种类占第二位的是鸥类，有20多种，如南极贼鸥、棕贼鸥、黑背鸥、南极燕鸥、北
