生物群落的動態(tài)課件

第七章、生物群落的動態(tài)基本內(nèi)容：第一節(jié)、群落變化類型第二節(jié)、群落演替類型第三節(jié)、群落頂級學說第四節(jié)、群落演替與功能過程第五節(jié)、控制演替的幾種主要因素第六節(jié)、兩種不同的演替觀重點內(nèi)容：群落演替的概念群落演替的類型去除植被的影響控制演替的主要因素第一節(jié)、群落變化類型持續(xù)時間變化類型舉例天蒸騰作用、光合作用等植物生理過程，動物的晝夜活動節(jié)律年植物生長及動物活動的季節(jié)動態(tài)幾年植物生產(chǎn)力及動物種群的波動十年到百年群落演替百年到千年氣候變化引起的生物地帶界線的移動萬年到億年群落的演化引起波動的原因環(huán)境條件的波動變化：災變；降雨量生物本身的活動周期：種子產(chǎn)量；病害蟲影響人為活動的影響：放牧第二節(jié)、群落演替類型按照演替的延續(xù)時間劃分：世紀演替：一般以地質(zhì)年代計算，常常伴隨著氣候的歷史變遷或地貌的大規(guī)模塑造。長期演替：延續(xù)長達幾十年甚至幾百年，如森林被采伐后的恢復演替?？焖傺萏妫貉永m(xù)幾年或幾十年，如草原棄耕后的恢復演替。按照演替的起始條件劃分：原生演替：開始于原生裸地或原生荒蕪。次生演替：開始于次生裸地。按基質(zhì)的性質(zhì)進行劃分：水生演替：始于水中，發(fā)展到陸地群落。旱生演替：從干旱缺水的基質(zhì)上開始。由此看來，水生演替系列就是湖泊填平的過程。這個過程是從湖泊的周圍向湖泊中央順序發(fā)生的。因此，比較容易觀察到，在從湖岸到湖心的不同距離處，分布著演替系列中不同階段的群落環(huán)帶。每一帶都為次一帶的“進攻”準備了土壤條件。

按控制演替的主導因素劃分：內(nèi)因性演替：生物的生命活動改變生境反作用于群落。外因性演替：環(huán)境因素的作用所引起按照群落代謝特征劃分：自養(yǎng)性演替：光合作用所固定的生物量積累越來越多。異養(yǎng)性演替：細菌、真菌的作用占主導，營養(yǎng)物質(zhì)越來越少。水生演替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

一、單元頂級論任何一類演替都經(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?？巳R門茨（Clements）認為，在任何一個地區(qū)內(nèi)，一般的演替系列的終點決定于該地區(qū)的氣候性質(zhì)，主要表現(xiàn)在頂極群落的優(yōu)勢種，能夠很好地適應于地區(qū)的氣候條件，這樣的群落稱之為氣候頂極群落。在同一氣候區(qū)內(nèi)，無論演替初期的條件多么不同，植被總是趨向于減輕極端情況而朝向頂極方向發(fā)展，從而使得生境適合于更多的植物生長。

在一個氣候區(qū)內(nèi)，除了氣候頂級之外，還會出現(xiàn)一些由于地形，土壤或人為等因素所決定的穩(wěn)定群落階段（前頂級）。前頂級分為：亞頂級：氣候頂級以前的一個相當穩(wěn)定的階段，如內(nèi)蒙古大針茅草原頂級前的羊草草原偏途頂級：由于強烈而頻繁的干擾因素所引起的相對穩(wěn)定的群落階段（內(nèi)蒙古草原由于強烈干擾而長期停留在冷蒿階段）先頂級：由于局部條件較好而產(chǎn)生的穩(wěn)定群落階段（草原中局部出現(xiàn)的草甸或森林）超（后）頂級：由于局部條件較差而產(chǎn)生的穩(wěn)定群落階段（草原中局部出現(xiàn)的荒漠植被階段）這些頂級最終將發(fā)展成為氣候頂級階段單元頂級與多元頂級最大區(qū)別同一氣候區(qū)單元頂級論認為：影響群落演替的主要因素是氣候。只要時間足夠長，所有群落最終將趨向于向同一個頂級演替（氣候頂級）多元頂級論認為：影響群落演替的其他因素（土壤、地形、火燒、動物等）與氣候并重，不認為群落最后都向同一個頂級演替。三、頂極-格局假說該理論認為，一個區(qū)域內(nèi)，環(huán)境因子是連續(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，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。其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，它是最能反映該地區(qū)氣候特征的頂極群落，相當于單元頂極論的氣候頂極。第四節(jié)、群落演替與功能過程去除植被的影響植被的恢復過程生物調(diào)節(jié)的恢復群落的發(fā)展與穩(wěn)態(tài)關于生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展模型的討論1、蒸騰作用喪失蒸騰作用：水分從活的植物體表面（主要是葉子）以水蒸汽狀態(tài)散失到大氣中的過程。不僅受外界環(huán)境條件的影響，而且還受植物本身的調(diào)節(jié)和控制，因此它是一種復雜的生理過程。蒸騰1ml水消耗2.45×106J的能量蒸騰消失：地表溫度升高；土壤濕度增加；土壤有效貯水能力下降；地表徑流加大2、影響生物地球化學循環(huán)營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)喪失嚴重硝化作用增加7倍乃至更高H+釋放增多pH由中性降至5.1～4.3排出溪水中的藻類大量繁殖——富營養(yǎng)化指氨在微生物（硝化細菌）作用下氧化為硝酸的過程。硝酸與土壤中的陽離子（礦物元素：K、Ca、Na等）發(fā)生交換作用，礦物質(zhì)大量流失，H+留在土壤，使得土壤酸性加強所產(chǎn)生的硝酸鹽（NO3-），由于不能被土壤膠體所吸附，大部分隨水流（徑流和滲漏）離開土體，造成土壤氮損失。大量NO3-進水體，促使水質(zhì)向富營養(yǎng)化發(fā)展，滋生大量浮生生物。3、土壤可侵蝕性增加植被去除，徑流加大，喪失植被的固土能力之后，大量土壤會隨雨水被沖刷帶走。去除植被地區(qū)土壤可侵蝕性是植被覆蓋地區(qū)的10.4倍。群落內(nèi)部環(huán)境的變化群落內(nèi)環(huán)境變化與外部環(huán)境條件的改變無直接聯(lián)系，是由于群落本身生命活動而導致的。種內(nèi)和種間關系未發(fā)育成熟的群落（即演替過程的群落或非頂級群落）：種內(nèi)競爭與種間競爭強烈，導致劣勢種群被排擠。成熟、穩(wěn)定群落（頂級群落）：也可由于外部環(huán)境的影響，導致種間關系調(diào)整。外界環(huán)境條件的變化氣候：決定群落的外貌及發(fā)布，影響群落的結(jié)構及生產(chǎn)力地貌：影響水分及其熱量土壤：與動物、植物、微生物生活密切火燒：產(chǎn)生次生裸地人類活動砍伐森林、土地耕作、放火燒山、人工群落4年9個月后第六節(jié)、兩種不同的演替觀經(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的物種活動促進了下一階段物種的建立。不同意經(jīng)典演替觀的證據(jù)為：在對一些自然群落演替研究中并未證實這兩個基本點許多演替早期物種抑制后來物種的發(fā)展個體論演替觀埃格勒(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?？的螤?Connell)和斯拉特耶爾(Slatyer1977)提出了3種可能的物種取代機制：促進模型；抑制模型；耐受模型促進模型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，而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。（A、B、C、D代表４個物種，箭頭代表被替代）ＡＢＣＤ抑制模型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和物種對策，因而難以預測。在該模型中沒有一個物種可以被認為是競爭的優(yōu)勝者，決定于先到該地，而不是有規(guī)律、可預測的物種替代。（A、B、C、D代表４個物種，箭頭代表被替代）ＡＢＣＤ忍受模型介于上述二者之間，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。（A、B、C、D代表４個物種，箭頭代表被替代）ＡＢＣＤ三類模型的共同點是，演替中的先鋒物種最先出現(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。但是這類易擴散和遷移的物種一般對相互遮蔭和根際競爭是不易適應的，所以在這三種模型中，早期進入的物種都是