基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)-群落的動態(tài)

基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)第九章群落的動態(tài)1編輯課件群落的動態(tài)9.1生物群落的內(nèi)部動態(tài)9.2生物群落的演替9.2.1演替的概念9.2.2演替的類型9.2.3演替系列9.2.4控制演替的幾種主要因素9.2.5演替方向9.2.6演替過程的理論模型9.2.7演替頂極學(xué)說群落的內(nèi)部動態(tài)、群落的演替和地球上生物群落的進化2編輯課件生物群落的內(nèi)部動態(tài)季節(jié)變化年變化：波動限于群落內(nèi)部的短期可逆的變化，不產(chǎn)生群落的更替現(xiàn)象其逐年的變化方向常常不同，一般不發(fā)生新種的定向代替3編輯課件波動的類型

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不明顯波動：數(shù)量關(guān)系變化很小，群落外貌和結(jié)構(gòu)基本保持不變擺動性波動：群落成分在個體數(shù)量和生產(chǎn)量方面的短期變動(1-5年)，它與群落優(yōu)勢種的逐年交替有關(guān)

偏途性波動：氣候、水分條件的長期偏離而引起一個或幾個優(yōu)勢種明顯變更的結(jié)果，通過群落自我調(diào)節(jié)，還可以回復(fù)到接近于原來狀態(tài)，時期長(5-10年)4編輯課件波動的特點不同群落類型的波動性不同定性特征與定量特征的波動性不同不同氣候帶的波動性不同波動的不完全可逆性5編輯課件9.2生物群落的演替9.2.1演替的概念：演替(succession)：某一地段上一種生物群落被另一種生物群落所依次取代的過程。（由低級到高級，由簡單到復(fù)雜，一個階段接著一個階段，一個群落代替另一個群落的自然演變現(xiàn)象

）

6編輯課件原生裸地和次生裸地的概念演替的過程：新物種入侵—定居—競爭原生裸地：指在從來沒有植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被，但被徹底消滅了（包括原有植被下的土壤）的地段，如冰川的移動等造成的裸地。次生裸地：指原有植被雖已不存在，但原有植被下的土壤條件基本保留，甚至還有曾經(jīng)生長在此的種子或其他繁殖體的地段。原生演替和次生演替的概念植物的繁殖體達到新地點后，開始發(fā)芽、生長和繁殖的過程7編輯課件演替的過程8編輯課件(a)beachandtheforedunevegetation9編輯課件(b)stabilized-dunevegetation10編輯課件(c)shrubzone11編輯課件(d)pinezone12編輯課件stagesofdunesuccession(e)oakforest13編輯課件演替過程中動物種類隨群落而變化14編輯課件演替的類型√時間：世紀(jì)演替/長期演替/快速演替√主導(dǎo)因素：群落發(fā)生演替/內(nèi)因生態(tài)演替/外因生態(tài)演替基質(zhì)：水生基質(zhì)演替/旱生基質(zhì)演替(粘土/砂/石/水)代謝：自養(yǎng)性演替/異養(yǎng)性演替起始條件：原生演替和次生演替15編輯課件群落發(fā)生演替(群落發(fā)生)：在裸地上先鋒植物開始浸入，逐步長滿空間，又被其它物種取代的過程。內(nèi)因性(生態(tài)/動態(tài))演替：群落中生物的生命活動結(jié)果首先使它的生境發(fā)生改變，然后被改造的生境又反作用于群落本身。如此相互促進，使演替不斷向前發(fā)展外因性(生態(tài)/動態(tài))演替：由于外界環(huán)境因素的作用所引起的群落變化。如氣候、地貌、土壤、火和人為因素以主導(dǎo)因素劃分的演替類型16編輯課件演替的類型√時間：世紀(jì)演替/長期演替/快速演替√主導(dǎo)因素：群落發(fā)生演替/內(nèi)因生態(tài)演替/外因生態(tài)演替基質(zhì)：水生基質(zhì)演替/旱生基質(zhì)演替(粘土/砂/石/水)代謝：自養(yǎng)性演替/異養(yǎng)性演替起始條件：原生演替和次生演替17編輯課件原生演替和次生演替原生演替開始于原生裸地或原生蕪原(完全沒有植被并且也沒有任何植物繁殖體存在的裸地)從巖石開始的旱生演替從湖底開始的水生演替次生演替開始于次生裸地或次生蕪原(不存在植被，但在土壤或基質(zhì)中保留有植物繁殖體的裸地)18編輯課件PrimaryTerrestrialSuccession19編輯課件PrimaryTerrestrialSuccession20編輯課件PrimaryTerrestrialSuccession21編輯課件SecondaryTerrestrialSuccession22編輯課件SecondaryTerrestrialSuccession23編輯課件云南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院彭明春江望高24

SecondarySuccession24編輯課件9.2.3演替系列——水生演替和旱生演替水生演替：演替開始于水生環(huán)境中，但一般都發(fā)展到陸地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的轉(zhuǎn)變過程

旱生演替：從干旱缺水的基質(zhì)開始。如裸露的巖石表面上生物群落的形成過程演替系列：在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，這個過程叫做演替系列25編輯課件自由飄浮植物階段

水生演替：沉水植物階段

浮葉根生植物階段

直立植物階段

濕生草本植物階段

木本本植物階段

疏林階段

中生森林

26編輯課件圖水生原生演替系列(仿RexdordDanbenmire,1968)27編輯課件圖6-14水生演替實例28編輯課件旱生演替系列地衣植物階段苔蘚植物階段草本植物階段灌木群落階段喬木群落階段29編輯課件巖石露頭上開始的群落演替30編輯課件6-1631編輯課件控制演替的主要因素環(huán)境的不斷變化植物繁殖體的遷移、散布和動物的活動性種內(nèi)、種間關(guān)系的改變?nèi)郝浞N類組成中新分類單位發(fā)生？人類活動32編輯課件ThefourstagesoflodgepolepinesuccessioninYellowstoneNationalPark.InstageI(0-50years)afterthefire.33編輯課件ThefourstagesoflodgepolepinesuccessioninYellowstoneNationalPark.InstageII,characterizedbythematurationofthetrees(50-150years)34編輯課件ThefourstagesoflodgepolepinesuccessioninYellowstoneNationalPark.InstageIII.AssomeofthetreesinStageIIbegintodie,StageIIIbegins.Treesmatureandweaken,andmanyarekilledbybarkbeetles.Lightreachestheforestfloor,andseedlingsgerminateandgrow.35編輯課件ThefourstagesoflodgepolepinesuccessioninYellowstoneNationalPark.StageIVbeginsafterapproximately250years.Lodgepolesarereachingtheirmaximumlifespananddeatharecommon.Thisstageisveryvulnerabletofire.36編輯課件火與演替37編輯課件防波堤對海灘的影響38編輯課件9.2.5演替方向進展演替：群落的演替顯示著群落是從先鋒群落經(jīng)過一系列的階段，到達中生性頂極群落。這種沿著順序階段向著頂極群落的演替過程稱之為進展演替逆行演替：發(fā)生在人為破壞或自然災(zāi)害干擾因素之后，原來穩(wěn)定性較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的群落消失，代以結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性小的群落，利用環(huán)境和改造環(huán)境能力相對減弱，甚至倒退到裸地生物群落的結(jié)構(gòu)和種類成分由簡單到復(fù)雜生物群落的結(jié)構(gòu)和種類成分簡單化39編輯課件逆行演替(元謀)40編輯課件進展演替和逆行演替比較進展演替逆行演替群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化群落結(jié)構(gòu)的簡單化地面的最大利用地面的不充分利用生產(chǎn)力的最大利用生產(chǎn)力的不充分利用群落生產(chǎn)力的增加群落生產(chǎn)力的降低新興特有現(xiàn)象的存在，以及對植物環(huán)境特殊適應(yīng)為方向的物種形成殘遺特有現(xiàn)象的存在，以及對外界環(huán)境的為方向的物種形成群落的中生化群落的旱生化和濕生化群落環(huán)境的強烈改造外界環(huán)境的輕微改造41編輯課件9.2.6演替過程的理論模型不同的演替觀演替模型演替理論42編輯課件不同的演替觀經(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物種的活動促進下一階段物種的建立個體演替觀初始物種組成決定群落演替的后來優(yōu)勢種43編輯課件演替模型促進模型：先來物種改變了環(huán)境條件，不利于它自身生存，而促進了后來其它物種的繁榮；物種替代有順序性和方向性，可預(yù)測的抑制模型：先來物種抑制后來物種，使后來者難以入侵和繁榮；物種替代沒有固定順序，在很大程度上取決于哪一物種先到忍耐模型：物種替代決定于物種競爭能力(忍受貧乏資源的能力)模型的異同點先鋒物種最先出現(xiàn)、易于被擠掉演替機制：物種替代促進/抑制，競爭能力演替模型44編輯課件ABCDABCDABCD促進模型耐受模型抑制模型45編輯課件3類模型共同點：演替中先鋒物種最先出現(xiàn)，它們具有生長快、種子產(chǎn)量大、有較高的擴散能力等特點。3類模型區(qū)別表明：重要的是演替的機制，即物種替代的機制，使促進或抑制，還是現(xiàn)存物種對替代影響不大，而演替機制取決于物種間的競爭能力。46編輯課件演替理論適應(yīng)對策理論資源比率理論等級演替理論47編輯課件演替頂極學(xué)說演替頂級每一演替系列都是由先鋒階段開始，經(jīng)過不同的演替階段，到達中生狀態(tài)的最終演替階段。單元頂極論多元頂級論頂級—格局假說48編輯課件單元頂極論H.C.Cowles和F.E.Clements(1916)提出一個地區(qū)的全部演替都將會聚為一個單一、穩(wěn)定、成熟的植物群落。頂極群落：和當(dāng)?shù)貧夂驐l件保持協(xié)調(diào)和平衡的群落，這個演替的終點為頂極群落。頂極群落的特征只取決于氣候：給以充分時間，演替過程和群落造成環(huán)境的改變將克服地形位置和母質(zhì)差異的影響。在一個氣候區(qū)域內(nèi)的所有生境中，最后都將是同一的頂極群落。演替總是向前發(fā)展的，是進展演替。49編輯課件非正常的頂極群落亞頂極：達到氣候頂極以前的一個相對穩(wěn)定的演替階段偏途頂極：由一種強烈而頻繁的干擾因素所引起的相對穩(wěn)定的群落先頂極：在一個特定的氣候區(qū)域內(nèi)，由于局部氣候條件適宜而產(chǎn)生的較優(yōu)越氣候區(qū)的頂極超頂極(后頂極)：在一個特定的氣候區(qū)域內(nèi)，由于局部氣候條件差而產(chǎn)生的穩(wěn)定群落50編輯課件多元頂極論A.G.Tansley(1954)提出如果一個植物群落在某一種或幾種環(huán)境因子的作用下在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定，能自行繁殖結(jié)束演替過程，就可以認(rèn)為是頂極群落氣候頂極是頂極群落的一種類型，但在一個氣候區(qū)域內(nèi)，群落演替的最終結(jié)果，不一定都匯集于一個共同的氣候頂極終點根據(jù)主導(dǎo)因子的不同，除了氣候頂極之外，還可有土壤頂極、地形頂極、火燒頂極、動物頂極；同時還可存在一些復(fù)合型的頂極，如地形-土壤和火燒-動物頂極等地帶性生境上是氣候頂極，別的生境上可能是其他類型頂極51編輯課件頂極－格局假說Whittaker(1953)提出在任何一個區(qū)域內(nèi)，環(huán)境因子都是連續(xù)不斷變化的，隨著環(huán)境梯度的變