群落的动态 (2)精选PPT.ppt

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1、关于群落的动态(2)第1页，讲稿共50张，创作于星期三 9.1 生物群落的内部动态 9.1.1 季节变化：季相季节变化：季相 9.1.2 年间变化：波动年间变化：波动 波动的性质波动的性质 是群落内部的短期可逆的变化，不产生群落的更替现象。是群落内部的短期可逆的变化，不产生群落的更替现象。波动多数是由于气候条件的不规则变动引起。波动多数是由于气候条件的不规则变动引起。其逐年的变化方向常常不同，但一般不发生新种的定向其逐年的变化方向常常不同，但一般不发生新种的定向代替代替 -波动的类型波动的类型 -波动的特点波动的特点第2页，讲稿共50张，创作于星期三波动的类型 不明显波动：数量关系变化很小，群

2、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。落外貌和结构基本保持不变。摆动性波动：群落成分在个体数量和摆动性波动：群落成分在个体数量和生产量方面的短期变动生产量方面的短期变动(1-5年年)，它与，它与群落优势种的逐年交替有关。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，还可更的结果，通过群落自我调节，还可以回复到接近于原来状态，时期长以回复到接近于原来状态，时期长(5-10年年)。第3页，讲稿共50张，创作于星期三波动的特点 不同群落类型的波动

3、性不同不同群落类型的波动性不同 定性特征与定量特征的波动定性特征与定量特征的波动性不同性不同 不同气候带的波动性不同不同气候带的波动性不同 波动的不完全可逆性波动的不完全可逆性第4页，讲稿共50张，创作于星期三9.2 生物群落的演替 9.2.1 关于演替的一些概念：关于演替的一些概念：-演替演替(succession)：某一地段上一种生物群：某一地段上一种生物群 落被另一种落被另一种生物群落所依次取代的过程。生物群落所依次取代的过程。9.2.2 演替类型演替类型 -原生裸地和次生裸地的概念原生裸地和次生裸地的概念 -原生演替和次生演替的概念原生演替和次生演替的概念 -演替的过程：新物种入侵演替

4、的过程：新物种入侵定居定居竞争竞争 9.2.3 演替系列：从生物侵入开始直至顶极群落的整演替系列：从生物侵入开始直至顶极群落的整个顺序演变过程个顺序演变过程 -动物种类随植物种类和群落类型的改变而变化动物种类随植物种类和群落类型的改变而变化 -演替概念的两种理解：动态和演替演替概念的两种理解：动态和演替第5页，讲稿共50张，创作于星期三(a)beach and the foredune vegetation第6页，讲稿共50张，创作于星期三(b)stabilized-dune vegetation 第7页，讲稿共50张，创作于星期三(c)shrub zone 第8页，讲稿共50张，创作于星期三

5、(d)pine zone第9页，讲稿共50张，创作于星期三stages of dune succession(e)oak forest第10页，讲稿共50张，创作于星期三演替过程中动物种类随群落而变化第11页，讲稿共50张，创作于星期三9.2.2 演替的类型 起始条件：原生演替和次生演替起始条件：原生演替和次生演替主导因素：群落发生演替、内因主导因素：群落发生演替、内因生态演替、外因生态演替。生态演替、外因生态演替。基质：水生基质演替、旱生基质基质：水生基质演替、旱生基质演替演替(粘土粘土/砂砂/石石/水水)。时间：世纪演替、长期演替、快时间：世纪演替、长期演替、快速演替。速演替。代谢：自养性

6、演替代谢：自养性演替/异养性演替异养性演替第12页，讲稿共50张，创作于星期三以起始条件划分的演替类型 原生演替原生演替开始于原生裸地或原生芜原开始于原生裸地或原生芜原(完全没有完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸地的裸地)从岩石开始的旱生演替从岩石开始的旱生演替 从湖底开始的水生演替从湖底开始的水生演替 次生演替次生演替开始于次生裸地或次生芜原开始于次生裸地或次生芜原(不存在植不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地殖体的裸地)第13页，讲稿共50张，创作于星期三Primary Terrestrial Succ

7、ession 第14页，讲稿共50张，创作于星期三Primary Terrestrial Succession 第15页，讲稿共50张，创作于星期三Secondary Terrestrial Succession 第16页，讲稿共50张，创作于星期三 Secondary Terrestrial Succession第17页，讲稿共50张，创作于星期三弃耕地的演替美国乔治亚州Piedmont地区的废弃耕地.最早拓殖的是一年生的杂草类植物几年后，接着是多年生的草本植物然后接着是灌木和松树苗随后是松树林发展出來 松树林持续一百年左右，之后逐渐被耐荫硬木林取代第18页，讲稿共50张，创作于星期三以主导

8、因素划分的演替类型以主导因素划分的演替类型群落发生演替群落发生演替(群落发生群落发生)：在裸地上先锋植物：在裸地上先锋植物开始浸入，逐步长满空间，又被其它物种取开始浸入，逐步长满空间，又被其它物种取代的过程。代的过程。内因性内因性(生态生态/动态动态)演替：群落中生物的生命活演替：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进，使演替不断向前发展 外因性外因性(生态生态/动态动态)演替：由于外界环境因素的作演替：由于外界环境因素的作用所引起的群落变

9、化。如气候、地貌、土壤、火用所引起的群落变化。如气候、地貌、土壤、火和人为因素和人为因素第19页，讲稿共50张，创作于星期三9.2.3 演替系列演替系列 水生演替系列水生演替系列：演替开始于水生环境：演替开始于水生环境中中 的群落演替过程。一般都发展到的群落演替过程。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。落向中生群落的转变过程。旱生演替系列旱生演替系列：从干旱缺水的基质开：从干旱缺水的基质开始的群落演替过程。如裸露的岩石表面始的群落演替过程。如裸露的岩石表面上生物群落的形成过程。上生物群落的形成过程。第20页，讲稿共50张，创作于星

10、期三水生演替系列水生演替系列自由飘浮植物阶段：有机质的聚集靠浮游有 机 体的死亡残体，以及湖岸雨水冲刷所带来的矿质微粒，导致湖底增高。沉水植物阶段：5-7米水深，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。浮叶根生植物阶段：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，飘浮植物的茎部的阻碍，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。第21页，讲稿共50张，创作于星期三水生演替系列水生演替系列挺水植物阶段：水变浅，芦

11、苇、香蒲等个体更大，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。湿生草本植物阶段：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。疏林阶段：耐水湿的灌木、乔木出现，如柳、赤杨。中生森林：随树木的侵入，形成森林。地下水位降低，大量地被物改变了土壤条件。第22页，讲稿共50张，创作于星期三第23页，讲稿共50张，创作于星期三旱生演替系列旱生演替系列&地衣植物阶段地衣植物阶段：壳状地衣分泌有机酸腐蚀岩石表面，壳状地衣分泌有机酸腐蚀岩石表面，加上岩石风化作用，壳状地衣的一些残体，逐渐形加上岩石风

12、化作用，壳状地衣的一些残体，逐渐形成一些极少量的土壤；叶状地衣：可含蓄较多的水成一些极少量的土壤；叶状地衣：可含蓄较多的水分，积聚更多的残体，使土壤增加的更快些；叶状分，积聚更多的残体，使土壤增加的更快些；叶状地衣把岩石表面遮盖部分，生长枝状地衣，生长能地衣把岩石表面遮盖部分，生长枝状地衣，生长能力强，全部代替叶状地衣。力强，全部代替叶状地衣。&苔藓植物阶段苔藓植物阶段：在干旱时进入休眠，待到温和多雨时，在干旱时进入休眠，待到温和多雨时，大量生长。能积累的土壤更多些，为以后生长的植物创大量生长。能积累的土壤更多些，为以后生长的植物创造条件。造条件。第24页，讲稿共50张，创作于星期三旱生演替系

13、列旱生演替系列草本植物阶段：草本植物阶段：蕨类、一年生、二年生植物，低蕨类、一年生、二年生植物，低小耐旱种，取代苔藓植物，土壤增加，小气候形小耐旱种，取代苔藓植物，土壤增加，小气候形成，多年生草本出现。使土壤增厚，遮荫，减少成，多年生草本出现。使土壤增厚，遮荫，减少蒸发，土壤中真菌、细菌和小动物增多。蒸发，土壤中真菌、细菌和小动物增多。灌木群落阶段：灌木群落阶段：喜光的阳性灌木出现，与高草混生喜光的阳性灌木出现，与高草混生形成形成“高草灌木群落高草灌木群落”，以后灌木大量增加，形成，以后灌木大量增加，形成优势灌木群落。优势灌木群落。乔木群落阶段：乔木群落阶段：阳性乔木树种生长，逐渐形成森林，阳

14、性乔木树种生长，逐渐形成森林，林下形成荫蔽环境使耐荫树种定居，随着耐荫种的增加，林下形成荫蔽环境使耐荫树种定居，随着耐荫种的增加，阳性树种在林内不能更新而逐渐从群落消失。林下生长阳性树种在林内不能更新而逐渐从群落消失。林下生长耐荫的灌木和草本植物复合的森林群落形成。耐荫的灌木和草本植物复合的森林群落形成。第25页，讲稿共50张，创作于星期三第26页，讲稿共50张，创作于星期三9.2.5 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

15、程称之为进沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程称之为进展演替。展演替。逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干扰因逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定性较大，结构较复杂的群落素之后，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，甚至倒退到裸环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地。地。第27页，讲稿共50张，创作于星期三逆行演替第28页，讲稿共50张，创作于星期三第29页，讲稿共50张，创作于星期三进展演替和逆行演替比较进展演替和逆行演替比较进展演替进展演替逆行演替逆行演替群落结构的复

16、杂化群落结构的复杂化群落结构的简单化群落结构的简单化地面的最大利用地面的最大利用地面的不充分利用地面的不充分利用生产力的最大利用生产力的最大利用生产力的不充分利用生产力的不充分利用群落生产力的增加群落生产力的增加群落生产力的降低群落生产力的降低新新兴兴特特有有现现象象的的存存在在，以以及及对对植植物物环环境境特特殊殊适适应应为为方方向向的的物物种种形形成成残残遗遗特特有有现现象象的的存存在在，以以及及对对外外界界环环境境的的适适应应为为方方向向的的物物种种形成形成群落的中生化群落的中生化群落的旱生化和湿生化群落的旱生化和湿生化群落环境的强烈改造群落环境的强烈改造外界环境的轻微改造外界环境的轻微

17、改造第30页，讲稿共50张，创作于星期三控制演替的主要因素控制演替的主要因素v 环境的不断变化环境的不断变化v 植物繁殖体的迁移、散布植物繁殖体的迁移、散布 和动物的活动性。和动物的活动性。v 种内、种间关系的改变。种内、种间关系的改变。v 群落种类组成中，新分类群落种类组成中，新分类 单位（如种、亚种、生态型）单位（如种、亚种、生态型）不断发生。不断发生。v 人类活动人类活动第31页，讲稿共50张，创作于星期三环境的不断变化环境的不断变化 群落内部环境的变化：由群落本身的生命活群落内部环境的变化：由群落本身的生命活动造成的，与外界环境条件的改变没有直接动造成的，与外界环境条件的改变没有直接关

18、系；有些情况下，是群落内物种生命活动关系；有些情况下，是群落内物种生命活动的结果，为自己创造了不良的居住环境，使的结果，为自己创造了不良的居住环境，使原来的群落解体，为其他植物的生存提供了原来的群落解体，为其他植物的生存提供了有利条件，从而引起演替。有利条件，从而引起演替。外界环境条件的变化：群落之外的环境条件外界环境条件的变化：群落之外的环境条件如气候、地貌、土壤和火等成为引起演替的如气候、地貌、土壤和火等成为引起演替的重要条件。重要条件。第32页，讲稿共50张，创作于星期三The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone

19、 National Park.In stage I(0-50 years)after the fire.第33页，讲稿共50张，创作于星期三The four stages of lodge pole pine succession in Yellowstone National Park.In stage II,characterized by the maturation of the trees(50-150 years)第34页，讲稿共50张，创作于星期三The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone Nationa

20、l Park.In stage III.As some of the trees in Stage II begin to die,Stage III begins.Trees mature and weaken,and many are killed by bark beetles.Light reaches the forest floor,and seedlings germinate and grow.第35页，讲稿共50张，创作于星期三The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone National Park.S

21、tage IV begins after approximately 250 years.Lodgepoles are reaching their maximum life span and death are common.This stage is very vulnerable to fire.第36页，讲稿共50张，创作于星期三9.2.6 演替过程的理论模型演替过程的理论模型不同的演替观不同的演替观演替模型演替模型演替理论演替理论第37页，讲稿共50张，创作于星期三不同的演替观不同的演替观 经典的演替观（Clements提出）每一演替阶段的群落明显不同于下一阶 段的群落。前一阶段群落

22、中物种的活动促进下一阶 段物种的建立。个体演替观（Egler,1952提出）初始物种组成决定群落演替的后来优势 种 当代的演替观 生活史特征、物种对策、干扰第38页，讲稿共50张，创作于星期三演替模型演替模型&演替模型（Connell和Slatyer,1977总结提出）促进模型：先来物种（机会种）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。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)。&模型的异同点：相同点：先锋物种最

23、先出现、易于被挤掉。不同点：重要的是演替机制。即物种替代机制是 促进或抑制影响不大，关键在于物种竞 争能力。第39页，讲稿共50张，创作于星期三 Tilman,s modle of succession第40页，讲稿共50张，创作于星期三 演替理论演替理论 (1)适应对策理论适应对策理论 (2)资源比率理论资源比率理论 (3)等级演替理论等级演替理论第41页，讲稿共50张，创作于星期三 9.2.7 演替顶极学说演替顶极学说 演替顶极：每一演替系列都是由先锋阶演替顶极：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中生状态的最终

24、演替阶段(群落类型群落类型)单元顶极论单元顶极论 多元顶极论多元顶极论 顶极格局假说顶极格局假说第42页，讲稿共50张，创作于星期三单元顶极论单元顶极论 H.C.Cowles 和和 F.E.Clements(1916)提出提出 一个地区的全部演替都将会聚为一个单一、稳定、一个地区的全部演替都将会聚为一个单一、稳定、成熟的植物群落成熟的植物群落.顶极群落：和当地气候条件保持协调和平衡的群落，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这个演替的终点为顶极群落 顶极群落的特征顶极群落的特征 (1)只取决于气候：只取决于气候：给以充分时间，演替过程和群给以充分时间，演替过程

25、和群 落造成环境的改变将克服地形位置和母质差异的落造成环境的改变将克服地形位置和母质差异的 影响影响 (2)在一个气候区域内的所有生境中，最后都将是同在一个气候区域内的所有生境中，最后都将是同 一的顶极群落一的顶极群落 非正常的顶极非正常的顶极 演替总是向前发展演替总是向前发展 的，是进展演替的，是进展演替第43页，讲稿共50张，创作于星期三非正常的顶极群落非正常的顶极群落 亚顶极：达到气候顶极以前的一个相对稳定的演替亚顶极：达到气候顶极以前的一个相对稳定的演替阶段阶段 偏途顶极：由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相偏途顶极：由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定的群落对稳定的群落 先顶极

26、：在一个特定的气候区域内，由于局部气先顶极：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候条件适宜而产生的较优越气候区的顶极 超顶极超顶极(后顶极后顶极)：在一个特定的气候区域内，由于局：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部气候条件差而产生的稳定群落第44页，讲稿共50张，创作于星期三多元顶极论多元顶极论 A.G.Tansley(1954)提出提出:如果一个植物群落在某一种或几种环境因子如果一个植物群落在某一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持稳定，能自行繁殖结的作用下在较长时间内保持稳定，能自行繁殖结束演替过程，就可以认为是顶极群落。束演

27、替过程，就可以认为是顶极群落。气候顶极是顶极群落的一种类型，但在一个气候顶极是顶极群落的一种类型，但在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇气候区域内，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。集于一个共同的气候顶极终点。根据主导因子的不同，除了气候顶极之外，还可有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、火烧顶极、动物顶极；同时还土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时还可存在一些复合型的顶极，如地形可存在一些复合型的顶极，如地形-土壤和火烧土壤和火烧-动物动物顶极等顶极等 地带性生境上是气候顶极，别的生境上可能地带性生境上是气候顶极，别的生

28、境上可能是其他类型顶极。是其他类型顶极。第45页，讲稿共50张，创作于星期三顶极格局假说顶极格局假说Whittaker(1953)提出提出 在任何一个区域内，环境因子都是连续不断变在任何一个区域内，环境因子都是连续不断变化的，随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群化的，随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群落，如气候顶极、土壤顶极等，不是截然成离散落，如气候顶极、土壤顶极等，不是截然成离散状态，而是连续变化的，因而形成连续的顶极类状态，而是连续变化的，因而形成连续的顶极类型，构成一个顶极连续变化的格局型，构成一个顶极连续变化的格局 格局中分布最广泛的位于格局中心的顶极群落，称格局中分布最广泛的位于

29、格局中心的顶极群落，称为优势顶极，它是最能反映该地区气候特征的顶极为优势顶极，它是最能反映该地区气候特征的顶极群落群落第46页，讲稿共50张，创作于星期三本本 章章 小小 结结 群落的内部动态：季节和年间变化（波动）群落的内部动态：季节和年间变化（波动）群落的演替：概念、演替类型（原生演替和次生演群落的演替：概念、演替类型（原生演替和次生演替）、演替系列（水生演替和旱生演替）、演替替）、演替系列（水生演替和旱生演替）、演替方向（进展、逆行）、不同的演替观、演替模型、方向（进展、逆行）、不同的演替观、演替模型、演替学说演替学说 影响演替的因素：内因（植物的繁殖体、动物活动、影响演替的因素：内因（

30、植物的繁殖体、动物活动、生物关系改变、内部环境改变）；外因（环境改变、生物关系改变、内部环境改变）；外因（环境改变、人类干扰）人类干扰）演替与群落功能：森林经营，植被恢复演替与群落功能：森林经营，植被恢复 第47页，讲稿共50张，创作于星期三本章主要概念本章主要概念 季相、演替、原生裸地、次生裸地、原季相、演替、原生裸地、次生裸地、原生演替、次生演替、进展演替、逆行演生演替、次生演替、进展演替、逆行演替、演替顶极、亚顶极、偏途顶极、先替、演替顶极、亚顶极、偏途顶极、先顶极、超顶极顶极、超顶极(后顶极后顶极)第48页，讲稿共50张，创作于星期三思考题思考题1、什么是群落波动，简述研究群落波动的意

31、义。、什么是群落波动，简述研究群落波动的意义。*2.什么是群落的原生演替和次生演替？它们二什么是群落的原生演替和次生演替？它们二者的区别是什么？者的区别是什么？3.谈谈你对非正常顶级群落的演替条件的看法。谈谈你对非正常顶级群落的演替条件的看法。4.烧荒后的演替是哪种演替方式？为什么？烧荒后的演替是哪种演替方式？为什么？*5.单元顶极论、多元顶极论和顶极格局说之间有哪单元顶极论、多元顶极论和顶极格局说之间有哪些区别和联系？些区别和联系？6.你对时空观在研究群落演替中的作用有什么认你对时空观在研究群落演替中的作用有什么认识？识？第49页，讲稿共50张，创作于星期三感谢大家观看第50页，讲稿共50张，创作于星期三