生態(tài)學(xué)生物群落的動(dòng)態(tài)

1、1 2 3 一年生一年生 雜草雜草 多年生多年生 雜草雜草 灌木灌木 早期演早期演 替樹木替樹木 晚期演晚期演 替樹木替樹木 發(fā)生在棄耕地上的群落演替：發(fā)生在棄耕地上的群落演替： v按控制演替的主導(dǎo)因按控制演替的主導(dǎo)因 素，可分為：素，可分為： 內(nèi)因性演替內(nèi)因性演替 外因性演替外因性演替 v按群落代謝特征，可按群落代謝特征，可 分為：分為： 自養(yǎng)性演替自養(yǎng)性演替 異養(yǎng)性演替異養(yǎng)性演替 10 12 13 15 1. 2.低低 3.高高 4.低低 5.網(wǎng)狀、網(wǎng)狀、 腐食腐食 群落特征群落特征演替中群落演替中群落 頂極群落頂極群落 6.少少 7.生物外生物外 8.低低 9.低低 10.簡單簡單 11

2、.寬寬 12.小小 13.短、簡單短、簡單 6.多多 7.生物內(nèi)生物內(nèi) 8.高高 9.高高 10.復(fù)雜復(fù)雜 11.窄窄 12.大大 13.長、復(fù)雜長、復(fù)雜 群落特征群落特征演替中群落演替中群落頂極群落頂極群落 14.開放開放 15.快快 16.不重要不重要 17.不發(fā)達(dá)不發(fā)達(dá) 18.差差 19.弱弱 20.高高 21.少少 14.封閉封閉 15.慢慢 16.重要重要 17.發(fā)達(dá)發(fā)達(dá) 18.好好 19.強(qiáng)強(qiáng) 20.低低 21.多多 群落特征群落特征演替中群落演替中群落 頂極群落頂極群落 26 27 偏途頂極（分頂極、干擾頂極）：由一種強(qiáng)烈偏途頂極（分頂極、干擾頂極）：由一種強(qiáng)烈 而頻繁的干擾因素

3、所引起的相對穩(wěn)定群落。而頻繁的干擾因素所引起的相對穩(wěn)定群落。 28 29 Whittaker R H（1974）提出識別頂級群落的方法：）提出識別頂級群落的方法： 1.群落中的種群處于穩(wěn)定狀態(tài)；群落中的種群處于穩(wěn)定狀態(tài)； 2.達(dá)到演替趨向的最大值，即光合呼吸比接近于達(dá)到演替趨向的最大值，即光合呼吸比接近于1； 3.與生境的協(xié)同性高；與生境的協(xié)同性高； 4.不同形式和時(shí)間的干擾導(dǎo)致的不同演替都向類似的頂不同形式和時(shí)間的干擾導(dǎo)致的不同演替都向類似的頂 級群落會聚；級群落會聚； 5.同一區(qū)域內(nèi)具最大的中生性；同一區(qū)域內(nèi)具最大的中生性； 6.占有最成熟的土壤；占有最成熟的土壤； 7.在一個(gè)氣候區(qū)內(nèi)最占

4、優(yōu)勢；在一個(gè)氣候區(qū)內(nèi)最占優(yōu)勢； 31 progressive successionprogressive succession regressive successionregressive succession 32 群落演替與功能過程群落演替與功能過程 一、去除植被的影響：一、去除植被的影響： v蒸騰作用的消失：植被砍伐蒸騰作用的消失：植被砍伐蒸騰耗熱減少蒸騰耗熱減少 地溫增高地溫增高地表蒸發(fā)增加地表蒸發(fā)增加地表徑流增加；地表徑流增加； v生物地球化學(xué)循環(huán)的變化：伐跡地各種元素淋生物地球化學(xué)循環(huán)的變化：伐跡地各種元素淋 溶、遷移增加；溶、遷移增加； v土壤可侵蝕性增加：增加土壤可侵蝕性增加

5、：增加10倍多；倍多； 二、植被的恢復(fù)過程：二、植被的恢復(fù)過程： 三、生物調(diào)節(jié)的恢復(fù)：三、生物調(diào)節(jié)的恢復(fù)： 四、群落的發(fā)展與穩(wěn)態(tài)：四、群落的發(fā)展與穩(wěn)態(tài)： 五、關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展模型的討論：最大生物量五、關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展模型的討論：最大生物量 ；P/RP/R比率；種的多樣性；生態(tài)對策；生物地球化比率；種的多樣性；生態(tài)對策；生物地球化 學(xué)循環(huán)；抗干擾能力；學(xué)循環(huán)；抗干擾能力； 34 35 云南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 彭明春 江望高 36 云南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 彭明春 江望高 37 。 三類模型的共同點(diǎn)是三類模型的共同點(diǎn)是 ： 演替中的先鋒物種最先出現(xiàn)，它們具有生長演替中的先鋒物種最先出現(xiàn)，它們具有生長 快

6、，種子產(chǎn)量大，有較高的擴(kuò)散能力等特點(diǎn)。這快，種子產(chǎn)量大，有較高的擴(kuò)散能力等特點(diǎn)。這 類易擴(kuò)散和移植的物種一般對相互遮蔭和根間競類易擴(kuò)散和移植的物種一般對相互遮蔭和根間競 爭的環(huán)境是不易適應(yīng)的，所以在三種模型中，早爭的環(huán)境是不易適應(yīng)的，所以在三種模型中，早 期進(jìn)入物種都是比較易于被擠掉的。期進(jìn)入物種都是比較易于被擠掉的。 上述三種模型的區(qū)別表明上述三種模型的區(qū)別表明 重要的是演替的機(jī)制，即物種替代的機(jī)制，是重要的是演替的機(jī)制，即物種替代的機(jī)制，是 促進(jìn)？抑制？還是現(xiàn)存物種對替代影響不大？而促進(jìn)？抑制？還是現(xiàn)存物種對替代影響不大？而 演替機(jī)制決定于物種間的競爭能力。演替機(jī)制決定于物種間的競爭能力。

7、 1，適應(yīng)對策演替理論適應(yīng)對策演替理論 （Adapting strategy theory） R對策種，適應(yīng)于臨時(shí)性資源豐富的環(huán)境；對策種，適應(yīng)于臨時(shí)性資源豐富的環(huán)境； C對策種，生存于資源一直處于豐富狀態(tài)下的生對策種，生存于資源一直處于豐富狀態(tài)下的生 境中，競爭力強(qiáng)，稱為競爭種；境中，競爭力強(qiáng)，稱為競爭種；S對策種，適用對策種，適用 于資源貧瘠的生境，忍耐惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)，叫于資源貧瘠的生境，忍耐惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)，叫 做耐脅迫種。做耐脅迫種。Grime（1988）提出，）提出，RCS對策對策 模型反映了某一地點(diǎn)某一時(shí)刻存在的植被是脅迫模型反映了某一地點(diǎn)某一時(shí)刻存在的植被是脅迫 強(qiáng)度、干擾和競

8、爭之間平衡的結(jié)果。該學(xué)說認(rèn)為，強(qiáng)度、干擾和競爭之間平衡的結(jié)果。該學(xué)說認(rèn)為， 次生演替過程中的物種對策格局是有規(guī)律的，是次生演替過程中的物種對策格局是有規(guī)律的，是 可以預(yù)測的。一般情況下，先鋒種為可以預(yù)測的。一般情況下，先鋒種為R對策，演對策，演 替中期的多為替中期的多為C對策，而頂級群落中的種則多為對策，而頂級群落中的種則多為 S對策種。對策種。 2，資源比率理論資源比率理論 （Resource ratio hypothesis） 該理論認(rèn)為，一個(gè)種在限制性資源比率為某該理論認(rèn)為，一個(gè)種在限制性資源比率為某 一值時(shí)表現(xiàn)為強(qiáng)競爭者，而當(dāng)限制性資源比率改一值時(shí)表現(xiàn)為強(qiáng)競爭者，而當(dāng)限制性資源比率改

9、變時(shí)，因?yàn)榉N的競爭能力不同，組成群落的植物變時(shí)，因?yàn)榉N的競爭能力不同，組成群落的植物 種也隨之改變。因此，演替是通過資源的變化而種也隨之改變。因此，演替是通過資源的變化而 引起競爭關(guān)系變化而實(shí)現(xiàn)的。引起競爭關(guān)系變化而實(shí)現(xiàn)的。 3，等級演替理論等級演替理論 （Hierarchical succession theory） 該理論包含有三個(gè)層次；第一是演替的一般該理論包含有三個(gè)層次；第一是演替的一般 性原因。即裸地的可利用性，物種對裸地利用能性原因。即裸地的可利用性，物種對裸地利用能 力的差異，物種對不同裸地的適應(yīng)能力；第二是力的差異，物種對不同裸地的適應(yīng)能力；第二是 將以上的基本原因分解為不同的

10、生態(tài)過程，比如將以上的基本原因分解為不同的生態(tài)過程，比如 裸地可利用性決定于干擾的頻率和程度，種對裸裸地可利用性決定于干擾的頻率和程度，種對裸 地的利用能力決定于種的繁殖體生產(chǎn)力、傳播能地的利用能力決定于種的繁殖體生產(chǎn)力、傳播能 力、萌發(fā)和生長能力等；第三個(gè)層次是最詳細(xì)的力、萌發(fā)和生長能力等；第三個(gè)層次是最詳細(xì)的 機(jī)制水平，包括立地機(jī)制水平，包括立地種的因素和行為及其相種的因素和行為及其相 互作用，這些相互作用是演替的本質(zhì)?；プ饔?，這些相互作用是演替的本質(zhì)。 可定居的空間可定居的空間 只有演替初期只有演替初期 物種能定居物種能定居 所有生長到成體所有生長到成體 的物種能定居的物種能定居定居的首

11、批物種改變環(huán)境定居的首批物種改變環(huán)境 環(huán)境不適于早期物種環(huán)境不適于早期物種 但較適于后期物種但較適于后期物種 ，早期物種被淘汰，早期物種被淘汰 環(huán)境較不適于早期物種，環(huán)境較不適于早期物種， 但對于后期物種，既非但對于后期物種，既非 較適宜，又非較不適宜較適宜，又非較不適宜 環(huán)境不適于所有環(huán)境不適于所有 物種物種 最后存留的物種是不最后存留的物種是不 再使環(huán)境有利于其它再使環(huán)境有利于其它 物種物種 最后存留的物種能夠耐受最后存留的物種能夠耐受 早期物種產(chǎn)生的環(huán)境變化早期物種產(chǎn)生的環(huán)境變化 ，而其它物種無法耐受，而其它物種無法耐受 最后存留的物種阻最后存留的物種阻 止其它物種侵入，止其它物種侵入，

12、 直到受到干擾為止直到受到干擾為止 干擾破壞頂極階段干擾破壞頂極階段 演替開始演替開始 促進(jìn)促進(jìn)耐受耐受抑制抑制 頂極頂極頂極頂極 頂極頂極 48 49 14.開放開放 15.快快 16.不重要不重要 17.不發(fā)達(dá)不發(fā)達(dá) 18.差差 19.弱弱 20.高高 21.少少 14.封閉封閉 15.慢慢 16.重要重要 17.發(fā)達(dá)發(fā)達(dá) 18.好好 19.強(qiáng)強(qiáng) 20.低低 21.多多 群落特征群落特征演替中群落演替中群落 頂極群落頂極群落 52 53 云南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 彭明春 江望高 54 。 3，等級演替理論等級演替理論 （Hierarchical succession theory） 該理論包含有三個(gè)層次；第一是演替的一般該理論包含有三個(gè)層次；第一是演替的一般 性原因。即裸地的可利用性，物種對裸地利用能性原因。即裸地的可利用性，物種對裸地利用能 力的差異，物種對不同裸地的適應(yīng)能力；第二是力的差異，物種對不同裸地的適應(yīng)能力；第二是 將以上的基本原因分解為不同的生態(tài)過程，比如將以上的基本原因分解為不同的生態(tài)過程，比如 裸地可利用