生態(tài)學(xué)群落生態(tài)學(xué)課件

1、第四章 群落生態(tài)學(xué)第一節(jié) 生物群落的組成與結(jié)構(gòu)第二節(jié) 生物群落的動態(tài)第三節(jié) 生物群落的分類與排序內(nèi)容提要單元測試9/25/2022第四章 群落生態(tài)學(xué)第一節(jié) 生物群落的組成與結(jié)構(gòu)內(nèi)容提要第二節(jié) 生物群落的動態(tài)1 群落演替的基本概念2 演替的類型3 頂極群落4 影響生物群落演替的因素 5 演替的機制參考文獻思考題9/25/2022第二節(jié) 生物群落的動態(tài)1 群落演替的基本概念參考文獻9 經(jīng)典的演替模式一年生雜草多年生雜草灌木早期演替樹木晚期演替樹木發(fā)生在棄耕地上的群落演替：9/25/2022 經(jīng)典的演替模式一年生灌木早期演替發(fā)生在棄耕地上的群落演替：1 群落演替的基本概念群落演替(community

2、 succession):自然群落中，一種群落被另一群落所取代的過程稱群落演替。多數(shù)群落的演替有一定的方向性，但也有一些群落有周期性的變化，即由一個類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€類型，然后又回到原有的類型，稱周期性演替，如：石楠石蕊熊果石楠。演替系列(succession sere):按順序發(fā)生的一系列群落稱演替系列。先鋒種(pioneer species)和先鋒群落(pioneer community):演替過程中，最早定居下來的物種稱先鋒種；演替過程中最初形成具在一定結(jié)構(gòu)和功能的群落稱先鋒群落。演替頂極(climax)和頂極群落(climax community):任何一類演替都經(jīng)過遷移、定居、群聚、競

3、爭、反應(yīng)、穩(wěn)定6個階段，當(dāng)群落達到與周圍環(huán)境取得平衡時(物種組合穩(wěn)定)，群落演替漸漸變得緩慢，最后的演替系列階段稱演替頂極；演替最后階段的群落稱頂極群落。9/25/20221 群落演替的基本概念群落演替(community su2 演替的類型按照演替發(fā)生的時間進程，可以分為：世紀演替長期演替快速演替按演替發(fā)生的起始條件，可以分為：原生演替次生演替按基質(zhì)性質(zhì)，可以分為：水生演替旱生演替按控制演替的主導(dǎo)因素，可分為：內(nèi)因性演替外因性演替按群落代謝特征，可分為：自養(yǎng)性演替異養(yǎng)性演替9/25/20222 演替的類型按照演替發(fā)生的時間進程，可以分為：按控制演群落演替的實例從湖泊演替為森林 一個湖泊經(jīng)歷一

4、系列演替后，可以演變?yōu)橐粋€森林群落，大體要經(jīng)歷以下幾個階段：裸底階段沉水植物階段浮葉根生階段挺水植物和沼澤植物階段森林群落階段9/25/2022群落演替的實例從湖泊演替為森林 一個湖泊經(jīng)歷一系列演替后，群落演替的實例湖泊沙丘的群落演替美國密執(zhí)安湖沙丘上的群落演替（原生演替）裸露沙丘固沙草本植物（濱草Ammophila breviligulata、沙拂子茅Calamovilfa longifolia）固沙灌木(沙李Prunus pumila、沙柳Salix spp.、三角楊 Populus deltoides)松柏林黑櫟林櫟山核桃林山毛櫸槭樹林9/25/2022群落演替的實例湖泊沙丘的群落演替美

5、國密執(zhí)安湖沙丘上的群落演群落演替的實例從裸巖演替到森林在裸巖的演替基質(zhì)上，如果當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件適合于森林生長，經(jīng)過漫長艱難的演替，遲早會長出森林來。從裸巖到森林大致要經(jīng)過以下幾個演替階段：地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段森林階段9/25/2022群落演替的實例從裸巖演替到森林在裸巖的演替基質(zhì)上，如果當(dāng)?shù)厝郝溲萏娴膶嵗鸸系漠愷B(yǎng)演替橡樹果提供了生物群落演替的基質(zhì)象甲等昆蟲侵入橡果，進入橡果胚，在其中產(chǎn)卵，孵化后的幼蟲利用橡果胚作為營養(yǎng)；象甲侵入時，亦把真菌帶入橡果；象甲幼蟲離開橡果，在果殼上留下洞，食真菌者和食腐動物進入，橡胚組織被降解為糞便；捕食螨等進入，捕食食腐動物；真菌軟化橡果外殼；較

6、大的動物如毛蟲、多足類等進入，橡果崩裂，成土壤腐殖質(zhì)的一部分。9/25/2022群落演替的實例橡果上的異養(yǎng)演替橡樹果提供了生物群落演替的基3 頂極群落頂極群落的特征演替頂極學(xué)說9/25/20223 頂極群落頂極群落的特征9/24/2022頂極群落的能量學(xué)特征群落能量學(xué)總生產(chǎn)量群落呼吸(B/R)總生產(chǎn)量生物量(P/ B) 單位能流維持的生物量(B/E)群落凈生產(chǎn)量食物鏈高低高線狀，牧食為主低高低網(wǎng)狀、腐食群落特征演替中群落頂極群落9/25/2022頂極群落的能量學(xué)特征群落能量學(xué)群落特征演替中群落頂極群落9/頂極群落的結(jié)構(gòu)和生活史特征群落結(jié)構(gòu)有機質(zhì)總量無機營養(yǎng)物種多樣性生化多樣性層次和空間異質(zhì)性生

7、活史生態(tài)位特化生物大小生活周期少生物外低低簡單寬小短、簡單多生物內(nèi)高高復(fù)雜窄大長、復(fù)雜群落特征演替中群落頂極群落9/25/2022頂極群落的結(jié)構(gòu)和生活史特征群落結(jié)構(gòu)群落特征演替中群落頂極群落頂極群落的特征物質(zhì)循環(huán)和內(nèi)穩(wěn)定性特征物質(zhì)循環(huán)無機物質(zhì)循環(huán)生物與環(huán)境的物質(zhì)交換腐屑在營養(yǎng)物再生中的作用內(nèi)穩(wěn)定性內(nèi)部共生營養(yǎng)保持抗干擾能力熵信息開放快不重要不發(fā)達差弱高少封閉慢重要發(fā)達好強低多群落特征演替中群落頂極群落9/25/2022頂極群落的特征物質(zhì)循環(huán)和內(nèi)穩(wěn)定性特征物質(zhì)循環(huán)群落特征演替中群演替頂極學(xué)說單元頂極學(xué)說(F.E.Clements,1916)多元頂極學(xué)說(A.G.Tansley,1954)頂極格局

8、學(xué)說(R.H.Whittaker,1953)9/25/2022演替頂極學(xué)說單元頂極學(xué)說(F.E.Clements,1916單元頂極學(xué)說(F.E.Clements,1916)在同一個氣候區(qū)內(nèi)，只能有一個頂極群落，而這個頂極群落的特征完全是由當(dāng)?shù)氐臍夂驔Q定的，因此又叫氣候頂極。在任何一個特定的氣候區(qū)內(nèi)，所有的演替系列最終都將趨向一個頂極群落（只要給它們足夠的時間），而這個區(qū)域最終也將被一種單一的植物群落所覆蓋。前頂極: 除氣候外,地形、土壤或人為因素決定的穩(wěn)定群落。亞頂極：達到氣候頂極前的相當(dāng)穩(wěn)定群落。偏途頂極（分頂極、干擾頂極）：由一種強烈而頻繁的干擾因素所引起的相對穩(wěn)定群落。預(yù)頂極（先頂極）：

9、在一個特定的氣候區(qū)域內(nèi)，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（后頂極）：在一個特定的氣候區(qū)內(nèi)，由于局部氣候條件較差而產(chǎn)生的穩(wěn)定群落。9/25/2022單元頂極學(xué)說(F.E.Clements,1916)在同一個氣多元頂極學(xué)說(A.G.Tansley,1954)任何一個區(qū)域的頂極群落都是多個的，都是由一定的環(huán)境條件所控制和決定的，如土壤的濕度、土壤的營養(yǎng)特性、地形和動物活動等。有人則分別將這些群落稱為地形頂極、土壤頂極和動物頂極。單元頂極學(xué)說和多元頂極學(xué)說實質(zhì)上的差異是在開對于測定相對穩(wěn)定的時間標準的差異，即以地質(zhì)時間還是以生態(tài)時間。9/25/2022多元頂極學(xué)說(A.G.Tan

10、sley,1954)任何一個區(qū)域頂極-格局學(xué)說(R.H.Whittaker,1953)自然群落是由許多環(huán)境因素決定的，除氣候外，還包括土壤、生物、火、風(fēng)等因素。在逐漸變化的環(huán)境梯度中，頂極群落類型也是連續(xù)地逐漸地變化的，它們彼此之間是難以徹底劃分開。是多元頂極群落學(xué)說的一個變型。9/25/2022頂極-格局學(xué)說(R.H.Whittaker,1953)自然群4 影響群落演替的因素非生物因素 生物因素人為因素9/25/20224 影響群落演替的因素非生物因素 9/24/2022非生物因素氣候因素：氣候頂極土壤因素：土壤頂極地形地貌因素：地形頂極火燒:火燒頂極洪澇9/25/2022非生物因素氣候因素

11、：氣候頂極9/24/2022生物因素群落內(nèi)物種的生命活動植物繁殖體的遷移、散布和動物的活動性種內(nèi)和種間的關(guān)系：動物頂極9/25/2022生物因素群落內(nèi)物種的生命活動9/24/2022人為因素逆行演替:在不利的自然因素和人為因素（如污染和過牧）干擾下，生物群落的演替也可以向反方向進行，使群落逐漸退化，使群落的結(jié)構(gòu)簡單化和群落生產(chǎn)力下降。偏途演替：人為因素影響下，群落演替按照不同于自然發(fā)展的道路進行，這種演替稱為偏途演替。9/25/2022人為因素逆行演替:在不利的自然因素和人為因素（如污染和過牧）5 演替的機制經(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

12、下一階段物種的建立。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(xué)說，Connell和 Slatyer(1977)提出了3種可能的物種取代機制：促進模型(facilitation model)抑制模型(inhibition model) 忍受模型(tolerance model)演替機制總結(jié)9/25/20225 演替的機制經(jīng)典的演替觀9/24/2022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(yù)測和具方向性。多出現(xiàn)在環(huán)境條件嚴酷的原生演

13、替中。（A、B、C、D代表個物種，箭頭代表被替代）9/25/2022促進模型(facilitation model) 物種抑制模型(inhibition model) 先來物種抑制后來物種，使后者難以入侵和發(fā)育，因而物種替代沒有固定的順序，各種可能都有，其結(jié)果在很大程度上取決于那一種先到。演替在更大程度上決定于個體的生活史對策，因而難以預(yù)測。在該模型中沒有一個物種可以被認為是競爭的優(yōu)勝者，而是決定于先到該地，所以演替往往是從短命種到長命種，而不是由規(guī)律、可預(yù)測的物種替代。（A、B、C、D代表個物種，箭頭代表被替代）9/25/2022抑制模型(inhibition model) 先來物種忍受模型

14、(tolerance model) 介于上述二者之間，認為物種替代決定于物種的競爭能力。先來的機會種在決定演替途徑上并不重要，任何物種都可能開始演替，但有一些物種競爭能力優(yōu)于其它種，因而它最后能在頂極群落中成為優(yōu)勢種。至于演替的推進是取決于后來入侵還是初始物種的逐漸減少，可能與開始的情形有關(guān)。（A、B、C、D代表個物種，箭頭代表被替代）9/25/2022忍受模型(tolerance model) 介于上述二演替機制可定居的空間只有演替初期物種能定居所有生長到成體的物種能定居定居的首批物種改變環(huán)境環(huán)境不適于早期物種但較適于后期物種，早期物種被淘汰環(huán)境較不適于早期物種，但對于后期物種，既非較適宜，

15、又非較不適宜環(huán)境不適于所有物種最后存留的物種是不再使環(huán)境有利于其它物種最后存留的物種能夠耐受早期物種產(chǎn)生的環(huán)境變化，而其它物種無法耐受最后存留的物種阻止其它物種侵入，直到受到干擾為止干擾破壞頂極階段演替開始促進耐受抑制頂極頂極頂極9/25/2022演替機制可定居的空間只有演替初期所有生長到成體定居的首批物種第七章 參考文獻Burke,A. 確定景觀功能和生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)：對納米布沙漠南部生態(tài)恢復(fù)的貢獻.AMBIO-人類環(huán)境雜志，2001，30（1）：2936 .9/25/2022第七章 參考文獻Burke,A. 確定景觀功能和生態(tài)系統(tǒng)動第七章 思考題 名詞解釋頂極群落（climax community