群落的动态PPT精品课件

1、第十章 群落的动态,10.1 生物群落的内部动态10.2 生物群落的演替 10.2.1 演替的概念10.2.2 演替的类型10.2.3 演替系列10.2.4 演替方向10.2.6 演替过程的理论模型10.2.7 演替顶极学说,生物群落的动态（dynamics）包括三方面的内容：即群落的内部动态（包括季相变化与年际间变化）、群落的演替和地球上生物群落的进化。,10.1 生物群落的内部动态：量的变化,季节变化：季相生物群落的年变化：在不同年度之间，生物群落常有的明显变动。但这种变动只限于群落内部的变化，不产生群落更替现象,故称为波动。波动群落的波动多数是由群落所在地区，气候条件的不规则变动引起的，其特点是群落区系成分的相对稳定性，群落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性。,波动的类型,不明显波动：数量关系变化很小，群落外貌和结构基本保持不变，出现在不同年份气象、水文较一致的情况下 摆动性波动：群落成分在个体数量和生产量方面的短期变动(1-5年)，它与群落优势种的逐年交替有关 偏途性波动：气候、水分条件的长期偏离而引起一个或几个优势种明显变更的结果，通过群落自我调节，还可以回复到接近于原来状

2、态，时期长(5-10年),10.2 生物群落的演替,10.2.1关于演替的一些概念演替(succession)：某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所依次取代的过程。主要是一个植物群落被另一个植物群落所取代的过程。,10.2.2 演替的一般过程：1、裸地：无植被覆盖的地段。原生裸地：指从来没有植物生长过的地面，或原来虽存在过植被，但被彻底消灭了（包括原有植被下的土壤）。次生裸地：由于砍伐、火烧、放牧、农业开垦等原生植被受到破坏的地段。原有植被虽已不存在，但原有植被影响下的土壤条件仍基本保留，甚至还残留原有植物的种子或其它繁殖体。 本质区别在于有无土层、有无植物的繁殖体。,10.2.2 演替的一般过程：2、迁移：通过繁殖体植物迁移的速度、散布的广度取决于：结实量、种子数量、大小、寿命长短。3、定居：植物繁殖体到达新地点后，开始发芽、生长和繁殖后代的过程。占空力、忍耐力和竞争力。占空种、忍耐种和强力种。,10.2.2 演替的一般过程：4、竞争：The initial or early successional species, often referred to as pioneer s

3、pecies, are usually characterized by high growth rates, smaller size, high degree of dispersal, and high rates of population growth (r-selected species).水平分布不均匀，优势种不明显，外貌参差不齐，杂乱无章，无层次分化，采取r对策，以繁殖取胜，形成混合郁闭群落。5、稳定：In contrast, late successional species generally have lower rates of dispersal and colonization, slower growth rates, and are larger and longer-lived (K-selected species).经过长期竞争，生长良好的植物可以成为优势种，而另外则退为伴生种，甚至消失，最终各物种之间形成了制约的关系，渐成稳定群落，水平分布均匀，优势种明显，种类较多，外貌整齐，不郁闭，种群数量恒定，种间关系达到协调，处于相对稳定阶段。,10.2

4、.3 演替类型,初生演替（primary succession）在原生裸地上开始的演替。特点：从极端条件开始，向水分适中方向，即中生化方向发展，经历的时间长，阶段多。次生演替（secondary succession）在次生裸地上开始的演替（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地），比较典型的是森林的采伐演替和草原的放牧演替。特点：由外部干扰所引起，演替速度往往较快。,Secondary Terrestrial Succession,弃耕农田上的演替,一年生杂草,多年生杂草,小灌木,灌木林,乔木,10.2.3 演替的类型,（2）按照引起演替的主导因素划分：群落发生演替(群落发生)：在裸地上先锋植物开始浸入，逐步长满空间，又被其它物种取代的过程。由于植物入侵及竞争的结果。 内因性(生态/动态)演替：群落中生物的生命活动结果首先使它的生境发生改变，然后被改造的生境又反作用于群落本身。如此相互促进，使演替不断向前发展 外因性(生态/动态)演替：由于外界环境因素的作用所引起的群落变化。如气候、地貌、土壤、火和人为因素,10.2.3 演替的类型,（3）按群落代谢特征来划分：自养性演替

5、：光合作用所固定的生物量积累越来越多。例如由裸岩地衣苔藓草本灌木乔木的演替过程。异养性演替：如有机污染的水体，由于细菌和真菌的分解作用，有机物质是随演替减少。,10.2.3 演替的类型,（4）按照基质的性质划分的演替类型,旱生演替系列地衣植物阶段苔藓植物阶段草本植物阶段灌木植物阶段乔木植物阶段,水生演替系列自由漂浮植物阶段沉水植物群落阶段浮叶根生植物群落阶段挺水植物群落阶段湿生草本植物阶段木本植物阶段,水生演替：演替开始于水生环境中，但一般都发展到陆地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。旱生演替：演替从干旱缺水的基质上开始。如裸露的岩石表面上生物群落的形成过程。,10.2.4演替系列,生物群落的演替过程，从植物的定居开始，到形成稳定的植物群落为止，这个过程叫做演替系列。演替系列中的每一个明显的步骤，称其为演替阶段或演替时期。,对原生演替系列的描述，都是采用从岩石表面开始的旱生和从湖底开始的水生演替。这是因为岩面和水底代表了两类生境的极端类型，一个极干，一个为水生环境。在这样生境上开始的群落演替，其早期阶段的群落中，植物生活型组成几乎到处都是非常近似的。因此可以把它们作为

6、一种模式来加以描叙。,(1) 水生演替系列,水生演替系列：演替开始于水生环境中的群落演替过程。一般都发展到陆地群落，如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程 。1、自由飘浮植物阶段（裸底阶段）：由于光照不足，湖内无植物和动物，而只有一些小型浮游生物，后期有一些漂浮的维管束植物（水葫芦、浮萍）大量繁殖，靠浮游有机体的死亡残体聚集，以及湖岸雨水冲刷所带来的矿质微粒，引起湖底抬高。,(1) 水生演替系列,沉水植物阶段：沉水植物的根扎于土中，植物体在水中光线可达到处。水深5-7米，首先出现轮藻属植物，由于它的生长，湖底有机质积累较快而多，由于湖底嫌气条件轮藻的残体分解不完全，湖底进一步抬高；水深2-4米左右，有金鱼藻、狸藻等出现，繁殖强，垫高湖底。出现了浮游动物。浮叶根生植物阶段：根扎于泥土中，叶柄细长，叶子漂浮于水面，如莲、菱角等。水深1米左右，睡莲等植物飘浮水面，导致水下的沉水植物得不到光照而被排挤，植物的茎部的阻碍，更多泥沙沉积下来，同时植物残体量更大，湖底抬高，有利于下一阶段植物入侵。动物：蜻蜓、青蛙。,水生演替系列,挺水植物阶段：根扎于泥土中，叶子在水面以上。水变浅，芦苇、香蒲等

7、个体更大，突出水面，枝叶茂密，根常纠缠绞结，拦截泥沙能力更强，残体也更多，水更浅，使湖底迅速升高。动物有蜻蜓、青蛙和翠鸟等。湿生草本植物阶段（沼生）：水变成季节性积水，根茎发达的湿生的沼泽植物开始生长。如莎草科、禾本科等一些湿生种类。排水能力更强和垫高能力更强。动物区系：候鸟。疏林阶段：耐水湿的灌木、乔木出现，如柳、赤杨 中生森林：土壤含水量下降，随树木侵入，形成森林。地下水位降低，大量地被物改变了土壤条件。动物区系：昆虫、啮齿类、中小型哺乳动物、爬行类、鸟类等,演替,时间、空间是一组平行的哲学概念，植被、群落是时空的产物。群落的演替（分化）、分布（分化定格）是从时间、空间两个侧面来探讨同一客观实体。,分布,不同植物群落在不同时间内按照一定顺序占据同一地段的过程。,是一种状况，不同群落在同一时间内按照一定格局，占据不同地段的状况。,一般从其空间分布来推断演替,从空间分布来推断演替,旱生演替系列,10.2.5 演替方向,进展演替：群落的演替显示着群落是从先锋群落经过一系列的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程称之为进展演替 逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干

8、扰因素之后，原来稳定性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落，利用环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地。例如在强烈放牧情况下，草原会向旱生化的方向发展，并随着放牧强度的加大，草原会逐渐发展到接近于荒漠带的一些植物群落。,10.2.6 演替模型,J.H.Connell & R. O. Slatyer 1977提出的演替模型有3种：促进模型抑制模型忍耐模型,演替模型,促进模型：先来物种改变了环境条件，不利于它自身生存，而促进了后来其它物种的繁荣；物种替代有顺序性和方向性，可预测的。,演替模型,抑制模型：先来物种抑制后来物种，使后来者难以入侵和繁荣；物种替代没有固定顺序，在很大程度上取决于哪一物种先到,忍耐模型,物种替代决定于物种竞争能力(忍受贫乏资源的能力).机会种在决定演替途径上并不重要，有竞争能力的物种可能形成顶极群落的优势种。,三类模型的共同点：演替中的先锋物种最先出现，它们具有生长快，种子产量大，有较高的扩散能力等特点。这类易扩散和移殖的物种一般对相互遮荫和根间竞争的环境是不易适应的，所以在三种模型中，早期进入物种都是比较易于被挤掉的。,上述三种模型的区别表

9、明,重要的是演替的机制，即物种替代的机制，是促进？抑制？还是现存物种对替代影响不大？而演替机制决定于物种间的竞争能力。,10.2.8 演替顶极学说,演替顶极climax：每一演替系列都是由先锋阶段开始，经过不同的演替阶段，到达中生状态的最终演替阶段(群落类型) 。顶极是最终平衡状态，充分发育成熟，达到相对稳定的群落。单元顶极论 monoclimax hypothesis多元顶极论 polyclimax theory顶极格局假说 climax-pattern hypothesis,单元顶极论,H. C. Cowles 和 F. E. Clements(1916)提出 一个地区的全部演替都将会聚为一个单一、稳定、成熟的植物群落。（与大气候相统一、相适应的顶极，殊途同归）顶极群落：和当地气候条件保持协调和平衡的群落，这个演替的终点为顶极群落。主要表现在顶极群落的优势种能够很好地适应于地区的气候条件，这样的群落称之为气候顶极群落。 顶极群落的特征只取决于气候： 给以充分时间，演替过程和群落造成环境的改变将克服地形位置和母质差异的影响 在一个气候区域内所有生境中，最后都将是同一的顶极群落 认为演

10、替总是向前发展的，是进展演替,非正常的顶极群落,亚顶极(subclimax)：达到气候顶极以前的一个相对稳定的演替阶段。 偏途顶极(disclimax)：一个群落由于长期反复受人类经济活动的干扰，而引起的相对稳定的群落，如人工生态系统。先顶极(preclimax)：在一个特定的气候区域内，由于局部气候条件适宜而产生的较优越气候区的顶极 超顶极(后顶极) (postclimax)：在一个特定的气候区域内，由于局部气候条件差而产生的稳定群落。,多元顶极论,由英国的A.G.Tansley于1954年提出。如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作顶极群落。在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点。气候顶极是顶极群落的一种类型。根据主导因子的不同，除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极（由特殊地形条件决定的稳定平衡）、火烧顶极、动物顶极（由于动物干扰）；同时还可存在一些复合型的顶极，如地形-土壤和火烧-动物顶极等认为演替不但有进展演替，还有逆行演替。,顶极格局（配置）假说,Whittaker(1953)提出 。在任何一个区域内

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