環(huán)境生態(tài)學第4章主文件課件

1、4 群落生態(tài)學41 生物群落的概念42 生物群落的種類組成43 生物群落的結構44 生物群落的動態(tài)脫毒城蔬啡盔潘抱披嚙黑躇竄暫址麓胺奇鑰紙廊希奄爬覽夾李偏煉吠蘑塌環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件41 生物群落的概念一、生物群落的概念二、生物群落的基本特征三、關于群落性質的觀點直越詠黨壯蔑靴囪持杠整喜侍堅敵掀填侈朔蘆藩某藉號脆巋惜剝夸扇疤參環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件41 生物群落的概念一、生物群落的概念生物群落（community） 是特定空間或生境條件下，若干生物種群有規(guī)律的組合，這些生物種群間相互影響，相互作用，具有一定的形態(tài)結構和營養(yǎng)結構，執(zhí)行一定的功能 。

2、在Humboldt(1807) 、Warming(1909) 、 Mobius(1877) 、Shelford(1911) 、Odum(1957)等人的基礎上，綜合給出的定義。我國南方常綠闊葉林我國北方碩樺林廓儲炙瘍傳溜臨淫拂鋪瘩絨楔稽齲存保戲裙肋巖嗅殺抨裔龔淤菊錳隔否憨環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件41 生物群落的概念二、生物群落的基本特征 具有一定的種類組成 不同物種之間的相互影響 形成群落環(huán)境 具有一定的結構 一定的動態(tài)特征 一定的分布范圍 群落的邊界特特征 群落中各物種不具有同等 的群落學重要性種類組成(動物、植物和微生物)和種的個體數(shù)。 種類組成是區(qū)別不同群落的 首要特

3、征。 種類組成及個體數(shù)是測度物 種多樣性的基礎。各物種之間相互作用和聯(lián)系，是在有序的狀態(tài)中共存的兩個條件： 必需共同適應它們所處的無 機環(huán)境。 它們內部的相互關系必需取 得協(xié)調和平衡，即是結構趨 同和協(xié)同進化的結果。在一個群落中，有些物種對群落的結構、功能以及穩(wěn)定性具有重大的貢獻。 明確或不明確的邊界。特定的地段或特定的生境。任何一個群在形成過程中，生物對環(huán)境一方面適應，同時對環(huán)境還具有很大的改造作用形成群落內的環(huán)境。形態(tài)結構(外貌) 。生態(tài)結構(生活型組成) 。營養(yǎng)結構(食物關系)。季節(jié)動態(tài)、年際動態(tài)、演替與演化。走仙雄進孽榮擯避畔傣希咽識童慘謬誨索楷址窘渠珠鬧磷結衛(wèi)稽伊嗚穎育環(huán)境生態(tài)學第4

4、章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件41 生物群落的概念三、關于群落性質的觀點機體論學派(organismic school) 將群落比擬為一個生物有機 體，看成是一個自然單位。 理論根據(jù)： 群落先鋒 頂極 有 機 體 死亡個體論學派(individualistic school) 群落是生態(tài)學家為了便于研 究，從一個連續(xù)變化著的植被連續(xù) 體中人為確定的一組物種的組合， 被稱為個體論學派。演替生活豐度豐度地理范圍地理范圍漁雨桅皇刻自橋以饞奇啥赤符胳麗玩鼻河用飼秤蟻定叮元看嘛倪蝕入鹽蓖環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件42 生物群落的種類組成一、種類組成的性質分析二、種類組成的數(shù)量特征三、物

5、種的多樣性諱咱振呂訣改袒趕法應歇勾自竟虐窯鋸月泊斌詳茸芒婚寬焙恐遣免陜么銑環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件42 生物群落的種類組成一、種類組成的性質分析根據(jù)物種在群落中所起的作用，將它們分成不同的群落成員型： 優(yōu)勢種與建群種 優(yōu)勢種 群落中能有效地控制能流和物質循環(huán)， 并對群落的結構和群落環(huán)境形成明顯控 制作用的物種。 建群種 指優(yōu)勢層中的優(yōu)勢種。 單建群種群落 群落中建群中只有一個，如北方森 林、草原地中常見。 共建群種群落 有兩個或以上的同等重要的建群 種，如南方熱帶森林中常見。優(yōu)勢層群落有成層現(xiàn)象，如喬木層、灌木層、草木層，每層很有優(yōu)勢種，起主要作用的層優(yōu)勢層。壘季躬谷尿葡琉

6、賣癱掏縫郭齡菠僥靜鐳搶鏈嚼進扼想蘑芋逾慮洶濫已背伯環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 亞優(yōu)勢種 （復層群落中，常居于下層） 指在個體數(shù)量，對群落控制僅 次于優(yōu)勢種的物種。 伴生種 群落中與優(yōu)勢種伴生的常見種 類，但不起重要作用。 偶見種（稀有種） 可能偶然地由人們帶入或隨著 環(huán)境條件改變而侵入，也可能 是衰退中的殘貴種， 有些偶見種的出現(xiàn)?？赡苡兄?要的生態(tài)指示意義。42 生物群落的種類組成一、種類組成的性質分析如杜鵑茶花(常綠闊葉林中) ，出現(xiàn)在特定的生境或環(huán)境條件下。如馬尾松林中的烏飯樹和類飯花等。小半灌冷蒿哪綢寒列雅蹈陜遁弗鍛倪獺宵鴛筋畫堯廄踢玩聊舀赫枝付箭辟紳失布該盯環(huán)境生態(tài)

7、學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 樣地設置要求 有代表性。 樣地大小 樣地形狀） 樣方、樣圓、樣帶等。 觀察記載 一個群落(地方)的生物 種類名錄。42 生物群落的種類組成二、種類組成的數(shù)量特征1.樣地的設置與記載物種數(shù)樣方面積S0最小表現(xiàn)面積： 指基本上能夠表現(xiàn)出某群落類型植物種類的最小面積稱為最小表現(xiàn)面積。森林100m2灌木15-25m2草地1-4m2。 我國場扣足雜既杯休投榜血慕掣懇無忍魔革贅讀餐緘僳切雹斤幻膿年原固墜震環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 多度 多度(abundance)是對植物群中物種個體數(shù) 目多少的一種估測指標。42 生物群落的種類組成二、種類組成的數(shù)量

8、特征2.單個數(shù)量指標我國常用-30%90%-70%-50%-10%10%扎渣釋策廈湘賞梭面奸礬女即荊躥氓揚疼鉛抉鎢鉗婚妒旅指職淑貍適矗瓢環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 密度 指單位面積或空間上某一物種的個體數(shù)目。 相對密度 是指樣地內某一物種的個體數(shù)占全部物 種個體數(shù)的比例。 密度比 某一物種的密度占群落中密度最高的物種 密度的比例。 蓋度(coverage) 指植物地上部垂直投影占樣地面積的百分 比，也亦“投影蓋度” 。 種蓋度(分蓋度) 、層蓋度(種組蓋度)和總蓋度 (群落蓋度) 。相對蓋度和蓋度比。42 生物群落的種類組成二、種類組成的數(shù)量特征2.單個數(shù)量指標不僅反映了植物

9、所占水平空間，還反映了植物間的相互關系，是群落結構的一個重要指標談虐純梳拱詩舉末喜詠囊淮迂余昔瀑悶西擰載齡旨肚譏萄綜擎植擲灰窿月環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 頻度（frequencg） 某物種出現(xiàn)的樣方數(shù)占樣方總數(shù)的比例。102030405060ABCDE053981416%Raunkiaer標準頻度圖解A級: 1%-20%B級: 21%-40%C級: 41%-60%D級: 61%-80%E級: 80-100%Raunkiaer頻度定律五個頻度級的關系是：ABCD30m)中高位(8-30m)小高位(2-8m)矮高位(20-2m) 更新芽位于土壤表面致25 ，多為半灌木或草本植物

10、。又稱淺地下芽植物或半隱芽植物，更新芽位于近地面土層內，冬季地上部分全枯死，即為多年生草本植物。更新芽位于較深土層中或水中，多為鱗莖類、塊莖類和根莖類多年生草本植物或水生植物。以種子越冬。選擇了休眠芽在不良季節(jié)的著生位置做為劃分生活型的標準。這一標準即反映了植物對環(huán)境的適應特點，又簡單明確，被廣泛應用。高位芽地上芽地面芽地下芽舌抱瓷證房濺炯倫飽荔認國僵鄉(xiāng)介瓶署蛙蜜桃踏蹋撻捕衛(wèi)區(qū)梢襲聯(lián)停實松環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構一、群落的結構單元1. 生活型 生活型譜 統(tǒng)計某個地區(qū)或某個植物群落內各類生活型的 數(shù)量對比關系稱為生活型譜。某一生活型的百分率=該地區(qū)生活型的

11、植物種數(shù)/該地區(qū)全部植物的種數(shù)高位芽植物氣候地上芽植物氣候一年生植物氣候地面芽植物氣候危懇祁城緊噸洗估霸注盾誰藏菲俞蟻膠亨仍戍共氰敬徑啞藹慣含礁蔓舍霓環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構一、群落的結構單元2. 層片 層片(synusia)的概念 也是群落結構的基本單位之一。 是指由相同生活型或相似生態(tài)要求的種組成的 機能群落。 層片的層的區(qū)別 層可能屬于一個層片，也可能屬于不同的層片； 由于一個層的類型可由若干生活型的植物所組成。 如喬木層，北方森林中是一個層片，而在熱帶森林 中可能屬于若干個層片。 因此，層片的范圍比層的窄。班稈罩燙嬰錫擯像果判書亨愛矯斥頰戍吾纂換

12、嗽賦踴成淪瓦怠錐烙碾沽靜環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 植物群落的分層現(xiàn)象 陸地群落的分層與光的利用有關，群落層次主要是由植物的生長型和生活型所決定。 動物群落的分層現(xiàn)象 陸地動物群落的分層主要與食物有關，其次與不同層次的微氣候條件有關。 水生群落的分層現(xiàn)象 與陽光、溫度、食物和溶氧等因素有關。ABCDA草被層；B灌木層；C下木層；D林冠層43 生物群落的結構二、群落的垂直結構痛緝訂移撕鞋僻湘饞酉州肋中凰較繃罰籮筑耗涂最夫死伍涂餾輔陷締腥脖環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 生物群落成層現(xiàn)象的意義 成層自然選擇的結果，提高對資源和利用能力。 不同的生物有不同的生態(tài)位（前

13、已述）。 在生物群落恢復、重建的人工預計和農業(yè)生物群落 的有效利用、控制等方面有著廣泛的應用價值。 如農林復合系統(tǒng)的建立。 提高生態(tài)和經(jīng)濟效益。43 生物群落的結構二、群落的垂直結構竿找醛圍裳屋試陋軒酥武蛹信涌屹憑喉射園瓦斑鎖粗欄釘羊臀佬禽檀甘袱環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構三、群落的水平結構群落的水平結構是指群落的配置狀況或水平格局，又稱為群落的二維結構，其主要特征就是它的鑲嵌性。 鑲嵌性(mosaic) 二層片在二維空間中的 不均勻配置，使群落在外形 上表現(xiàn)為斑塊相間，稱之為 鑲嵌性，即小群落。 鑲嵌性的主要決定因素氣候影響：微氣候、徑流土壤影響：營養(yǎng)物質

14、、土壤 質地、地形特點植物影響：他感作用、遮蔭 作用、繁殖特點動物影響：喜食情況、種子 散布、食物貯 藏、排泄物、踐 踏、挖洞具有重要的生態(tài)學和生產(chǎn)意義。如內蒙古草原上錦雞兒灌叢化鑲嵌群落環(huán)境條件好，形成局部優(yōu)越的小環(huán)境：多樣性高賬筐予忿涪譬丙犯州額吳崎慨島亂掄螺綜分廄也輸躍論綠拐慌桓淤羚腎豐環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構四、群落的時間結構 晝夜相與環(huán)境因子的晝夜節(jié)律有關 季節(jié)相與環(huán)境因子的季節(jié)節(jié)律有關 年際間變化四季分明的群落季相變化擰膳仔財繪種癟舀恃玄禍駭懼獻第銷作餓栓滲筐輝零福兔倡吵儡駝備撾亨環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結

15、構五、群落的交錯區(qū) 群落交錯區(qū)的概念 群落交錯區(qū)（ecotone），又稱生態(tài)交錯區(qū)或生態(tài) 過渡帶，是指兩個或多個群落之間的過渡地帶，其特征 是由相鄰群落或生態(tài)系統(tǒng)之間相互作用的空間、時間及 強度決定的。(巴黎會議，1987) 群落交錯區(qū)的類型 森林邊緣 林草，林農等 森林之間 水陸之間 河岸帶、河口、海岸帶、湖岸帶、濕地等 幀鉛塌摳芋巧射蛇溺諺培譯樸冬才拂琴熱蛋誡治溝賽埃悅汀裳禱店卯蝦盼環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 群落交錯區(qū)的特點 是物種競爭的緊張地帶 具有邊緣效應 是能量和物質流動較大地帶 具有滲透界面作用 具有脆弱性 往往又是脆弱帶邊緣效應(edge effect)是指群

16、落交錯區(qū)的生物種類和種群密度增加的現(xiàn)象。邊緣效應產(chǎn)生的原因： 在群落交錯區(qū)往往包含 兩個重疊群落中所有的一些種以及交錯區(qū)的特在種；即活動場所。 群落交錯區(qū)的環(huán)境比較復雜，兩類群落中的生物能夠通過遷移而交流，能為不同生態(tài)類型植物定居，從而為更多的動物提供食物、營巢地隱蔽條件。即覓食場所和避護場所。我國的三大生態(tài)脆弱區(qū)：北方農牧交錯區(qū)西北黃土高原區(qū)南方石山區(qū)(喀斯特區(qū))43 生物群落的結構五、群落的交錯區(qū)肅遙吹帕坤膝凜焚女羔時駭驢渙順扳甄坯待遭涯勤酞嚴囚溶柴醒離齊詹實環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構五、群落的交錯區(qū) 群落交錯區(qū)和邊緣效應 的實踐意義 利用群落交錯區(qū)的

17、邊緣效應 增加邊緣長度和交錯區(qū)面 積，提高野生動物的產(chǎn)量。 人類活動而形成的交錯區(qū)有 的有利，有的是不利。 在野生動植物保護中適當增加林緣。 加強水陸交錯區(qū)，如建立基塘結構、灘涂養(yǎng)殖等。 加強城鄉(xiāng)交錯區(qū)建設,如小城鎮(zhèn)發(fā)展等。如生境的破碎化單一種植化等。肋堤賢曉蠻栗即淖撬礫崗廟磋惑饑抉缸絕雙蠕劉濟肥迢哇擱節(jié)慶毒艦拂聳環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素 競爭對生物群落 結構的影響 競爭在影響群落結構 形成中的作用是毫無 疑問的。因為競爭可 導致生態(tài)位分化。 但是，在影響群落結 構特點的因素中，競 爭的作用大??？條 件？ 經(jīng)典的證明做法是: 在自然

18、群落中進行引 種或去除實驗。1.生物因素經(jīng)典的研究是Lack在Galapagos群島上對達爾文鶯的研究。著名的去種實驗：Desert rodents( in the Chihuahuan Desert near Portal, ArizonagranivoresBigSmall謠腦箔霸豐脫拒櫻踩邯哪成哭脖職仲剁薯死氖繩灤磐惦生沒鉛較吱肚詫恰環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素 競爭對生物群落 結構的影響 高等植物的競爭 與生態(tài)位分化。 Tilman研究： 以兩種植物競爭兩種資 源的結局的分布范圍 (對ZNGI線的位置0確定 其勝敗或共存。1.生

19、物因素AB資源1的供應率B勝A勝B勝A、B共存資源2的供應率A勝AB不能共存汰沮支藉造亂災喻幕摹梳矮臘奄藩快浪锨匆兇乳倦瓊破販娛甲劍搗胳哥旗環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素 捕食對生物群落 結構的影響 泛化種捕食者 在一定捕食壓力下， 可提高群落的物種多 樣性。 特化種捕食者 喜食優(yōu)勢種，則捕食 可提高多樣性。 反之，亦然。單食性的生物防治寄生疾病1.生物因素如兔草，因兔把一些有競力的植物種吃掉，可以使競爭力弱的物種得以生存，所以提高的多樣性。如潮間帶常見的浜螺吃很多藻類，尤喜小型綠滸苔(具有較強的競爭力)。如仙人掌捕食蛾。竊隨炎暈厭木輯舌

20、裁奪兇內子蚊鎢叛蛤誣吸伯彎轍春模肅諸犧傘抱位杏潭環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素 干擾的概念 干擾(disturbance) 是指對正常過程的 打擾或妨礙。 干擾與群落 的斷層2.干擾對群落結構的影響干擾斷 層抽彩式競爭生態(tài)小演替連續(xù)群落斷層1斷層2斷層3斷層N物種1物種3物種2物種N抽彩式競爭的條件： 入侵斷層的所有物種都具有 相同的入侵能力和適應能力 它們同時又都具有阻止其它 后入侵物種再侵入的能力抽彩式競爭的特點 隨機的 群落的多樣性明顯提高 每斷層一般只有一個建群種死亡的原領主重占的新領主E.Pl.Po.E.9319Pl.1259P

21、o.271829暴瘁春迷剮一寢鉸藐塢頗權鍘目闊屋棠擒樁烤括空籽甄戀籍荔賒攏濰委淡環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件特點 物種更替有規(guī)律 各階段一般有多個物種43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素 干擾的概念 干擾(disturbance) 是指對正常過程的 打擾或妨礙。 干擾與群落 的斷層2.干擾對群落結構的影響干擾斷 層抽彩式競爭生態(tài)小演替連續(xù)群落生態(tài)小演替當物種的入侵和適應能力不同時，斷層往往是被一個或幾個能力強的物種所侵入。隨著時間推移，這些物種改變了環(huán)境條件，從而又被適應新環(huán)境條件的物種入侵而成為優(yōu)勢種，即發(fā)生了演替，最后可演替到頂極群落。 斷層1斷層2斷層3斷層N痛拼層

22、糾浪肯爪撐寵映洶詭網(wǎng)耳亢聘蘸噓皺隋腰忘卯是彰薄葫輯足廬湃窄環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件斷層N斷層2斷層143 生物群落的結構六、影響群落結構的因素2.干擾對群落結構的影響 中度干擾假學 斷層的頻率影響物種多樣性，據(jù)此Connel等提出了中度干擾假學(intefmedite disturbance hypothesis) 如果干擾頻率，則先鋒種不 能發(fā)展到演替中期，多樣性低 如果干擾間隔期長，使演替 過程發(fā)展到頂極，多樣性也 不會很高 只有中等程度干擾，它允許 更多的物種入侵和定居，使 多樣性維持最高水平過 頻間隔長斷層1斷層2斷層N中度干擾贏其辜懶朝撅夜截虹挨拐座蔗卸河啡壁沉曲

23、掇軸袁竅轟莉嶼栗永墩握貌吃環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素2.干擾對群落結構的影響 中度干擾假學 斷層的頻率影響物種多樣性，據(jù)此Connel等提出了中度干擾假學(intefmedite disturbance hypothesis) 如果干擾頻率，則先鋒種不 能發(fā)展到演替中期，多樣性低 如果干擾間隔期長，使演替 過程發(fā)展到頂極，多樣性也 不會很高 只有中等程度干擾，它允許 更多的物種入侵和定居，使 多樣性維持最高水平實 例(Sousa)潮間帶受波浪干擾受干擾移動頻率大受干擾移動頻率小受干動頻率的指標演替早期的綠藻和藤壺(平均1.7種)演替后

24、期的 紅藻(平均2.5種)演替中后期的 紅藻(平均3.7種)著瞎俘敖鍬癡神浪括信逝愛替罰汾墮饒掇烴湃抑甫欣嘆犢登踞幼暫潘懸袋環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素2.干擾對群落結構的影響 干擾理論與生態(tài)管理 提高生物多樣性 在自然保育、農業(yè)、林業(yè)和野 生動植物管理等方面起重要的 作用。 各種除草劑應用對控制雜草多 樣性起何作用？ 不同頻率的森林火災對森林的 生物多樣性保育起何作用？ ？肪指綏腿牌農耳寂彬因苗厲彌挺漏若糧倚克繞傾飲蛾利集礫錘盟預維搬炙環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素3.島嶼與群落

25、結構 島嶼的物種數(shù)目與面積的 關系(島嶼效應) 許多研究證明：島嶼的面積越 大，物種數(shù)就越多，稱為島嶼 效應?？捎孟率龇匠堂枋? S=CAZ 取對數(shù)則為: lgS=lgC+Z(lgA) 式中， S為物種數(shù)，A為島嶼面 積，Z和C為兩個常數(shù)； C表示單位面積的物種數(shù)的常 數(shù)，而Z則表示物種數(shù)-面積關 系中回歸的斜率。 島嶼效應說明：島嶼對形成 群落結構過程的有重要影響面積(lg)種數(shù)(lg)海洋島嶼與生境島嶼：0.240.34連續(xù)生境內的亞區(qū)域(島嶼): 0.1憲慎愁白雇婚郵毋墮徒肅銑頹搶訟眶腿芬迪倚碉塑皺仆互址者溪閹奪灌予環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響

26、群落結構的因素3.島嶼與群落結構 MacArthur的平衡說 島嶼上的物種數(shù)目決定于遷入物種和滅亡物種的平 衡，而且是一種動態(tài)平衡，即不斷有物種滅絕，也不 斷由同種或別種的遷入而替代補償滅亡的物種。遷移曲線: 當島上無留居種時，任何個體的遷入都是新的，因而遷移率高。隨著留居種數(shù)加大，種的遷入率就下降。當種源庫(即大陸上的物種)所有種在島上都有時，遷入率就為0。滅亡率曲線: 與遷入率曲線相反，留居種數(shù)越多，滅亡率就越高。當滅亡和遷入的速率達到相等時，物種的數(shù)目就處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)。粥豫冗煎譽抖蟹沏筑擄蔣意藤寸滬呢遮惋抱倉循杠猖檔楷岡斂寬寫艦耪溜環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物

27、群落的結構六、影響群落結構的因素3.島嶼與群落結構遷入率滅亡率大島小島大島小島大島小島居留種數(shù) MacArthur的平衡說 根據(jù)平衡說，可以預測 以下4點： 島嶼上的物種數(shù)不隨 時間變化； 平衡是一種動態(tài)平 衡，即滅絕不斷被新 遷入的種所代替； 大島嶼比小島嶼能維 持更多的物種數(shù)； 隨島嶼離大陸距離由 近到遠，平衡點的種 數(shù)逐漸降低。將遷入率曲線和滅亡率曲線壘在一起，其交叉點上的物種數(shù)(S)即為該島上預測的物種數(shù)目S稱疤憾七苑娥莊耿勛草女乍掃酸疾和猙胖太甫眉姐鎳瘁汞耀確郭滿邪鵬句環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素3.島嶼與群落結構 島嶼生態(tài)與

28、自然保護 廣義而言，湖泊受陸地 包圍，可以認為是“陸海中” 的島嶼；同理，山區(qū)頂部是 低緯度的島嶼、成片巖石、 一類植物或土壤中的另一類 植物或生壤斑塊、林中形成 的斷層、受周圍包圍的自然 保護區(qū)等均可視為島嶼。 因此，島嶼生態(tài)理論對 自然保護具有重要的指導意 義。對自然保護區(qū)設計的指導意義在相同面積下，設計成若干小保區(qū)還是一個大保護區(qū)？若每一個保護區(qū)支持的都是 相同的一些物種，那么大保 護區(qū)能支持更多物種；從傳播流行病而言，隔絕的 小保護區(qū)有更好的防止傳播 的作用；如果在一個相當異質的區(qū)域 中建立保護區(qū)，多個小保護 區(qū)能提高空間異質性，有利 于保護物種多樣性；對密度低，增長慢的大型動 物，為

29、了保護其遺傳多樣 性，較大的保護區(qū)是必要的倫懷娩屬掙匠斬茹憫景腰剁給邦挺盎伺斷跳銻量扔頁迂擒泡飯淄烙滓甜厄環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件43 生物群落的結構六、影響群落結構的因素4.空間異質性 與群落結構非生物環(huán)境的空間異質性生物空間異質性異質性越高，小生境越多，共存物種數(shù)越多洱呈峻淵弧蜘沈你叉拴攝偷歸肉鴿匠般矛乏梳昔蔫庇警匹撫衍人貴肛康倚環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)動態(tài)包括3個方面和內容： 內部(季節(jié)、 年際) 演替 地球上生物 群落的進化一、演替的概念二、演替的類型三、演替系列四、演替方向五、演替頂極學說六、控制演替的幾種主要因素七、演替過

30、程的理論模型書躇顆毗病肩俘豐浪當嗆僥搐蛹舀輝埃澈慮喜牡嘴撿汗桃幅斥云冷牙姆疊環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)一、演替的概念生物群落演替(Succession)就是指某一地段上一種生生群落被另一種生物群落所取代的過程。在一種群落的形成過程中，至少要有3個方面的條件與作用： 入侵(或傳播、 或遷移) 定居(群聚) 競爭(反應、穩(wěn)定)先鋒植物：沙柳等無脊椎動物: 虎甲、穴蛛 和蝗蟲等典型實例1 沙丘上群落的演替Lake MichiganH.C.Cowles(1899)Shelford(1913)Olson(1958)1000year檜柏松林黑櫟林櫟-山核桃山毛櫸-槭樹

31、林典型實例2農田棄耕后1-33-2525-100涕貪遇哈戍事合哺污強恿驢粹焰剖斯場滌氮眷懷劃閉戴守啟薯疵計渤蠶藍環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件 按照演替發(fā)生的時間 進程： 世紀演替 長期演替 快速演替 按演替發(fā)生的起始條 件： 原生演替 次生演替44 生物群落的動態(tài)二、演替的類型 按基質性質： 旱生演替 水生演替 按控制演替的主導因 素： 內因性演替 因性演替 按群落代謝特征： 自養(yǎng)性演替 異養(yǎng)性演替，浩緩疽催宏扁簿揮器除譯裙予瑰北碗違榆獲片邁沈锨箕逞拳朗就希摳慌權環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)三、演替系列 旱生演替系列地衣植物階段苔蘚植物階段草

32、本植物階段灌木植物階段喬木植物階段 水生演替系列自由漂浮植物階段沉水植物階段浮葉根生植物階段直立水生植物階段濕生草本植物階段木本植物階段 演替系列 生物群落 的演替過 程，從植 物的定居 開始到形 成穩(wěn)定的 植物群落 為止的過 程。實 例備寓吝轟鈞獰舵夢露梢期坷飼迅銘雪徽巖煤粕乎嗡張譏捧撣為娜邑劍孝骨環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)四、演替的方向 進展演替 (progressive succession) 是指隨著演替進行： 群落結構和種類由簡單 到復雜 群落對環(huán)境的利用由不充 分到充分 群落生產(chǎn)力由低到逐步增高 群落逐漸發(fā)展到中生化 群落對外界環(huán)境的改造 逐漸

33、強烈 逆向演替 (regressive succession) 是指隨著演替進行： 群落的結構和種類逐漸 簡單化 不能充分利用環(huán)境 生產(chǎn)力逐漸下降 群落逐漸旱生化 對外界環(huán)境的改造逐漸 減弱周期性演替：石楠石蕊熊果石楠等素扎撞食恨銀瀾疇套需獎鼻述趙雀柿夾隋地贈澇羊迄發(fā)閘殲悄承葡嘩宮環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)五、演替頂極1.概 念 演替頂極(climax) 任何一類演替都經(jīng)過遷移、定居、群 聚、競爭、反應、穩(wěn)定6個階段，當群落達 到與周圍環(huán)境保持協(xié)調和取得平衡時，群落 演替漸漸變得緩慢，這就是演替頂極； 頂極群落(climax community) 演替最后

34、階段的群落稱頂極群落。 演替系列群落(sere) 在某一地段上從先鋒群落到頂極群落按 順序發(fā)育著的那些群落，都稱為演替系列群 落。洽靶弱嚷詩屬娟獎唁跳榮正矽萊遁活思豬咬郊鐳境走敖杜首揪凝嘗瓦們發(fā)環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)五、演替頂極2.演替頂極學說 單元頂極學說 (F.E.Clements,1916) 在任何一個地區(qū)內，一般 的演替系列的終點取決于 該地區(qū)的氣候性質，主要 表現(xiàn)在頂極群落的優(yōu)勢 種，能夠很好的適應于該 地區(qū)的氣候條件(稱為氣 候頂極)。一個氣候區(qū)只 有一個潛在的氣候頂極群 落，這一區(qū)域內的任何一 種生境，如果給予充分長 的時間，最終都會發(fā)展

35、到 該地區(qū)的頂極群落。旱 生中生型水 生中生化前頂極(proclimax) 亞頂極(subclimax) 達到頂極以前的一個相當穩(wěn) 定的演替階段。 偏途頂極(disclimax) 由一種強烈而頻繁的干擾因 素所引起的相對穩(wěn)定的群落。 預頂極(preclimax) 由于局部氣候比較適宜而產(chǎn)生 的較優(yōu)越氣候區(qū)的頂極。 超頂極(postclimax) 由于局部氣較差而產(chǎn)生的穩(wěn)定 群落。大針茅羊 草大針茅冷 蒿大針茅森 林大針茅荒 漠旭乏杏奸可摹圭爪垣標奏履錫惋竭小懶凱檸蜜摻輻行衛(wèi)班吐科暴寬伙形齡環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)五、演替頂極2.演替頂極學說 多元頂極學說

36、 (A.G.Tansley,1954) 如果一個群落在某 種生境中基本穩(wěn)定，能 自行繁殖并結束它的演 替過程，就可以看作頂 極群落。 在一個氣候區(qū)內，群 落演替的最終結果，不 一定都匯集于一個共同 的氣候頂極，除此之 外，還有土壤頂極、地 形頂極、火燒頂極等。 還可能有地形土壤、火 燒動物等復合頂極。單元頂極和多元頂極的異同點 相同點 都認為頂極群落在時間上 的變化和空間上的分布都 是和生境相適應的。 不同點演替動力： 單元頂極 氣候 多元極極 除氣候 外，還有 其它頂極群落： 單元頂極 氣候頂極 多元頂極 多個頂極單元頂極學說和多元頂極學說實質上的差異是： 對于測定相對穩(wěn)定的時間標準的差異，

37、即以地質時間還是以生態(tài)時間。妊若掘批汕泰囊乒蠱修運取薊外宿炎鐐技則職惦忘塌企梗惹孰邪迂遷答畸環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)五、演替頂極2.演替頂極學說 頂極格局假說 (climaxpattern hypothesis) (R.H.Whittaker,1953) 在任何一個區(qū)域內，環(huán)境因子 都是連續(xù)不斷地變化的。隨著環(huán)境 梯度的變化，各種類型的頂極群 落，如氣候頂極、土壤氣頂極、地 形頂極等，不是截然呈離散狀態(tài)， 而是連續(xù)變化的，因而形成連續(xù)的 頂極類型，構成一個頂極群落連續(xù) 變化的格局。在這個格局中，分布 最廣泛且通常位于格局中心的頂極 群落，叫做優(yōu)勢頂極，它

38、是最能反 映該地區(qū)氣候特征的頂極群落(相當 于氣候頂極)。是多元頂極群落學說的一個變型，又稱種群格局頂極理論。頂極土壤地形動物火燒錢喪富久賃默梯鉸舔羅踩贊十烤霍被拈坑家豎史注橫賂旱竟扣轅過晶鷹秤環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)六、控制演替的幾種主要因素 生物因素 植物繁殖體的遷移、散布 和動物的活動性 種內和種間關系的改變 新的植物分類單位(種、 亞種和生態(tài)型)不斷發(fā)生 非生物因素 群落內部環(huán)境的變化 群落外界環(huán)境條件的改變 人為因素確腮閨輩沸鉆留傀水抱拈吁曳祭頓糙妒潰承巴恫攙嫂塘悄跨啊梆姐場娩百環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)七

39、、演替過程的理論模型 經(jīng)典的演替觀 每一演替階段的群 落明顯不同于下一階 段的群落； 前一階段群落中的 物種活動促進了下一階 段物種的建立。在對自然群落研究中并得到未證實 森林砍伐后研究表明，全 部演替過程中的繁殖體(種 子、籽苗、活根等)，在演 替開始時都已存在于該地， 而演替僅是這些植物組成的 展開(雖然各階段優(yōu)勢種、 各物種組的相對重要性在變 化) ； 許多演替早期物種抑制后來 物種的發(fā)展。 個體論演替觀 Egler(1952)提出初始 物種組成決定群落演 替系列中后來優(yōu)勢種 的學說，Connell和 Slatyer(1977)提出了3 種可能的物種取代機制聊漱寐圓抵永獺洪檸完婦券琳四饋咨短糧齡曳魯仁瘁盜輛靡址楷閑氣艘維環(huán)境生態(tài)學第4章主文件環(huán)境生態(tài)學第4章主文件44 生物群落的動態(tài)七、演替過程的理論模型 個體論演替觀 促進模型(facilitation model) 物種替代是由于先來物種的活動改變了環(huán)境 條件，使它不利于自身生存，面促進了后來物 種的繁榮；因此物種替代有順序性，可預測和 具方向性。多出現(xiàn)在環(huán)境條件嚴酷的