第四節(jié) 群落的演替

1當(dāng)前第1頁\共有52頁\編于星期三\12點喀拉喀托火山的爆發(fā)以1883年8月7日的大爆發(fā)最猛烈。噴出大量石英安山巖質(zhì)浮石及火山灰，使原有75平方千米的海島（火山所在地）崩毀2／3。火山灰直達80多千米的高空，長時間飄蕩全球，使此后整整一年在地平線上的日照呈現(xiàn)奇妙的紅暉?；鹕奖l(fā)時，3500千米以外可聞爆炸聲，而80萬平方千米的范圍布滿了下落的火山灰。火山爆發(fā)時強烈的氣流甚至摧毀了1300千米以外位于馬來半島吉蘭丹與丁加奴兩州的部分森林。這次火山爆發(fā)還引起強烈的地震和海嘯，海浪高達30～40米，摧毀了附近許多城鎮(zhèn)和村莊，死亡3萬多人。環(huán)抱的火口湖深達274米。在殘余的島嶼之上覆蓋了厚達100米的火山灰及浮石層。2當(dāng)前第2頁\共有52頁\編于星期三\12點蜘蛛202種動物621種動物880種動物小草小樹林幾年1909年1919年1934年2.有可能恢復(fù)原來的群落結(jié)構(gòu)嗎？3當(dāng)前第3頁\共有52頁\編于星期三\12點對群落的“動態(tài)發(fā)展觀”群落是一個動態(tài)的開放的生命系統(tǒng)。它時時刻刻都在發(fā)生著生物與生物之間、生物與環(huán)境之間的相互作用。在正常情況下，大多數(shù)群落中物種結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。由于氣候變遷、洪水、火燒、山崩、地殼運動、動物的活動和植物繁殖體的遷移散布，以及因群落本身的活動改變了內(nèi)部環(huán)境等自然原因，或者由于人類活動的結(jié)果，使群落結(jié)構(gòu)受到干擾或破壞，一些生物的種群消失了，就會有其他一些生物的種群來占據(jù)它們的空間，再過一段時間，就會有另一些生物的種群興起，達到一個相對穩(wěn)定的階段---演替。4當(dāng)前第4頁\共有52頁\編于星期三\12點2、特點：⑴

群落演替是一個長期的過程，總是向著群落恢復(fù)相對穩(wěn)定狀態(tài)的方向進行。⑵不管群落結(jié)構(gòu)是否受到干擾和破壞，演替現(xiàn)象一直存在(直到最終平衡)

1、演替：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程.一、群落演替的概念5當(dāng)前第5頁\共有52頁\編于星期三\12點1、裸巖上的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段森林階段（喬木階段）二、群落演替的類型6當(dāng)前第6頁\共有52頁\編于星期三\12點裸巖階段沒有生物7當(dāng)前第7頁\共有52頁\編于星期三\12點火星8當(dāng)前第8頁\共有52頁\編于星期三\12點地衣階段優(yōu)勢種群→地衣9當(dāng)前第9頁\共有52頁\編于星期三\12點思考與討論1p78提示：1.因為苔蘚和草本植物無法直接從裸巖中獲取養(yǎng)分，而地衣可以通過分泌有機酸而從裸巖中獲取養(yǎng)分。2.通過地衣分泌有機酸加速巖石風(fēng)化形成土壤，并積累起了有機物，這為苔蘚的生長提供了條件。而苔蘚生長后，由于其植株高于地衣能獲得更多的陽光，處于優(yōu)勢地位，其結(jié)果是逐漸取代了地衣。3.能找到這些植物。在群落演替過程中，一些種群取代另一些種群是指優(yōu)勢取代，而不是“取而代之”。形成森林后，喬木占據(jù)了優(yōu)勢，取代了灌木的優(yōu)勢，但在森林中各種類型的植物都是存在的。10當(dāng)前第10頁\共有52頁\編于星期三\12點地衣由真菌與藍菌或綠藻所組成,其中真菌扮演著決定性的角色.首先是真菌提供一個保護層,這樣藻類不至被曬或干死,藻類以其光合作用所獲糖分除自用外還提供給真菌.11當(dāng)前第11頁\共有52頁\編于星期三\12點地衣首先能環(huán)境極其惡劣的地方生存下來并改造那兒的生存條件，為其它生物的進駐提供基礎(chǔ)。地衣的這一特性有重大的生物學(xué)理論價值和生態(tài)學(xué)上的實際意義.有時人們將地衣稱之為陸地生態(tài)環(huán)境的開路先鋒12當(dāng)前第12頁\共有52頁\編于星期三\12點

苔蘚階段優(yōu)勢種群→苔蘚13當(dāng)前第13頁\共有52頁\編于星期三\12點草本植物階段優(yōu)勢種群→草本植物14當(dāng)前第14頁\共有52頁\編于星期三\12點灌木階段優(yōu)勢種群→灌木15當(dāng)前第15頁\共有52頁\編于星期三\12點森林階段優(yōu)勢種群→喬木16當(dāng)前第16頁\共有52頁\編于星期三\12點一年生雜草

多年生雜草小灌木灌木林喬木（樹林）2、棄耕農(nóng)田上的演替群落演替的類型17當(dāng)前第17頁\共有52頁\編于星期三\12點農(nóng)田18當(dāng)前第18頁\共有52頁\編于星期三\12點棄耕19當(dāng)前第19頁\共有52頁\編于星期三\12點樹林

20當(dāng)前第20頁\共有52頁\編于星期三\12點棄耕農(nóng)田上的群落演替①一年生雜草②多年生雜草③小灌木④灌木叢⑤喬木（森林）在干旱的荒漠上很難形成所有棄耕農(nóng)田都能演替成樹林嗎?21當(dāng)前第21頁\共有52頁\編于星期三\12點在裸巖上演替過程森林階段裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段棄耕農(nóng)田上的演替過程喬木蔚然成林荒蕪一年生雜草多年生雜草小灌木叢

比較棄耕農(nóng)田上的演替與裸巖上的演替過程22當(dāng)前第22頁\共有52頁\編于星期三\12點3、演替的類型（1）、初生演替（2）、次生演替在一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。如：在沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生的演替，如火災(zāi)過后的草原、過度看化的森林、棄耕的農(nóng)田上進行的演替23當(dāng)前第23頁\共有52頁\編于星期三\12點初生演替24當(dāng)前第24頁\共有52頁\編于星期三\12點次生演替次生演替25當(dāng)前第25頁\共有52頁\編于星期三\12點實例裸巖上的演替棄耕農(nóng)田上的演替起點時間速度原先從沒有過植被的環(huán)境原有群落環(huán)境只是失去了原有植被經(jīng)歷的時間長經(jīng)歷的時間短緩慢較快初生演替次生演替26當(dāng)前第26頁\共有52頁\編于星期三\12點水生演替系列首先，湖泊中的浮游植物和動物死后沉入水底，加上湖岸沖刷下來的礦物質(zhì)顆粒，日積月累，湖底逐漸升高，湖水逐漸變淺。此時一些浮葉等出現(xiàn)。這些植物的葉蓋滿水面，植物和浮葉根生植物，如蓮、荇萊陽光不能透入水底，因而水下植物不能生存而逐漸消失。浮葉根生植物一般都是較大的。它們的根埋在土中，它們死后沉入水底，這些都促成湖底進一步升高。一些直立扎根的水生植物如蘆葦、菖蒲、澤瀉等也于此時逐漸出現(xiàn)。湖底上升之后，湖泊變成高低不平的沼澤，于是各種耐濕的草本植物生長出來，接著灌木、喬木陸續(xù)長出。

27當(dāng)前第27頁\共有52頁\編于星期三\12點水生演替系列①自由漂浮植物階段（浮游生物殘體、湖岸雨水帶來的泥沙，湖底抬高）②沉水植物階段（輪藻屬首先在湖底裸地上生長，加快有機物的積累）③浮葉根生植物階段（湖底變淺，出現(xiàn)浮葉根生植物，如蓮。）④挺水植物階段（水體繼續(xù)變淺，出現(xiàn)挺水植物，如蘆葦。）⑤濕生草本植物階段（湖底露出地面，挺水植物被草本植物替代）⑥木本植物階段（水分繼續(xù)蒸發(fā)，出現(xiàn)木本植物）28當(dāng)前第28頁\共有52頁\編于星期三\12點侵入定居階段。（先鋒群落階段）一些物種侵入裸地定居成功并改良了環(huán)境，為以后侵入的同種或異種創(chuàng)造有利條件。競爭平衡階段。通過種內(nèi)或種間斗爭，優(yōu)勢的物種定居并繁殖后代，劣勢物種被排斥，相互競爭過程中共存下來的物種，在利用資源上達到相對平衡。相對穩(wěn)定階段。物種通過競爭平衡地進入?yún)f(xié)調(diào)進化，資源利用更為有效充分，群落結(jié)構(gòu)更加完善，有比較固定的物種組成數(shù)量比例，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層次多。群落演替的三階段29當(dāng)前第29頁\共有52頁\編于星期三\12點內(nèi)因外因種內(nèi)關(guān)系種間關(guān)系其動態(tài)變化是群落演替的催化劑群落內(nèi)部環(huán)境的變化是群落演替的動力自然因素人為因素氣溫的大幅度變化、洪水、干旱等放火燒山、砍伐森林、開墾土地、建造水庫等群落演替的內(nèi)外因素30當(dāng)前第30頁\共有52頁\編于星期三\12點演替能否一直延續(xù)下去？不能當(dāng)群落演替與當(dāng)?shù)氐臍夂蚝屯寥赖葪l件處于平衡狀態(tài)，演替就不再進行，達到平衡點。頂極群落就是群落演替的最終平衡狀態(tài)階段，是最復(fù)雜也是最穩(wěn)定的群落階段。如果沒有外力干擾，它將永遠保持原狀。31當(dāng)前第31頁\共有52頁\編于星期三\12點地形一土壤頂極32當(dāng)前第32頁\共有52頁\編于星期三\12點引種的各類珍稀果樹，島上一些植被已形成亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候下的頂級群落

33當(dāng)前第33頁\共有52頁\編于星期三\12點三、人類活動對群落演替的影響過度放牧、導(dǎo)致草原退化過度砍伐、導(dǎo)致森林破壞污水排放，破壞水域生物群落人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行。人類活動往往是有目的、有意識地進行的，可以對生物之間、人類與其他生物之間以及生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系加以控制，甚至可以改造或重建起新的關(guān)系；表現(xiàn)一34當(dāng)前第34頁\共有52頁\編于星期三\12點思考與討論2p81提示：1.至少有兩種因素在小路周圍的雜草分布中起作用：一是人的踐踏，從耐踐踏而言，車前草最強，狼尾草次之，狗尾草最弱；二是植物之間的競爭，在遠離人踐踏的地方，莖稈較高的狗尾草優(yōu)先獲得陽光，車前草等處于劣勢。35當(dāng)前第35頁\共有52頁\編于星期三\12點2.如果小路被廢棄后，人的踐踏活動停止了，在路周圍會慢慢長出莖稈較高的植物，逐漸成為優(yōu)勢植物。于是，就會出現(xiàn)“遠芳侵古道，晴翠接荒城”的景象。36當(dāng)前第36頁\共有52頁\編于星期三\12點

p82為什么大面積圍湖造田是洪災(zāi)頻繁發(fā)生的原因之一？退耕還林、退牧還草、退田還湖大面積圍湖造田，使湖面大大縮小，減小了蓄洪容積，降低了蓄洪能力，導(dǎo)致洪災(zāi)頻繁發(fā)生。37當(dāng)前第37頁\共有52頁\編于星期三\12點我國退耕還林、還草、還湖的進展情況長期以來，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展史，實際上是一部邊際土地開墾史。20世紀50年代以來，先后在黑龍江三江平原、新疆和華南地區(qū)有計劃地組織大規(guī)模墾荒，在其他江河、荒原、沼澤和丘陵地區(qū)也開展了規(guī)模不等的墾殖活動。1952～1990年，全國累計開墾荒地3.58×107hm2，其中80%是1970年以前開墾的。38當(dāng)前第38頁\共有52頁\編于星期三\12點大量開墾直接導(dǎo)致農(nóng)牧漁業(yè)生產(chǎn)能力和環(huán)境質(zhì)量下降。開墾的結(jié)果是：水土流失，江河蓄洪能力下降，以及土地嚴重退化。這些問題已引起各方面廣泛關(guān)注。我國已實施大規(guī)模退耕還林、退田還湖、退牧還草等重要政策，并從

2003年1月起開始實施《退耕還林條例》。39當(dāng)前第39頁\共有52頁\編于星期三\12點退耕還林

1999年開始在四川、陜西、甘肅三省試點，2002年全面實施，已累計完成退耕還林3.18×106hm2，荒山造林3.25×106hm2，中央累計投入達232億元。規(guī)劃在2010年前退耕還林1.47×107hm2，宜林荒山荒地造林1.73×107hm2。工程建成后，工程區(qū)將增加林草覆蓋率5個百分點，水土流失控制面積8.67×107hm2，防風(fēng)固沙控制面積1.03×108hm2。這是50多年來我國涉及范圍最廣、任務(wù)量最大、農(nóng)民參與度最高的生態(tài)建設(shè)工程。40當(dāng)前第40頁\共有52頁\編于星期三\12點退田還湖1998年以來，為治理長江水患，國家實施了“平垸行洪、退田還湖、移民建鎮(zhèn)”的方針。5年來的“退田還湖”，已使第一大淡水湖──鄱陽湖面積由3950

km2“長”到了5100km2，第二大淡水湖──洞庭湖面積增長了35%，恢復(fù)到60年前的4350km2。兩大湖區(qū)為此搬遷的移民相當(dāng)于三峽移民的1.4倍。兩大湖泊的擴容，改善了長江流域的生態(tài)。目前，長江干流水面恢復(fù)了1400多km2，增加蓄洪容積1.3×1010m3。這是歷史上自唐宋以來第一次從圍湖造田轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模的退田還湖。41當(dāng)前第41頁\共有52頁\編于星期三\12點退牧還草

從2003年起，用5年時間，在蒙甘寧西部荒漠草原、內(nèi)蒙古東部退化草原、新疆北部退化草原和青藏高原東部江河源草原，先期集中治理6.67×107hm2，約占西部地區(qū)嚴重退化草原的40%?！巴四吝€草”將采取禁牧、休牧和劃區(qū)輪牧三種形式進行，實行草場圍欄封育，適當(dāng)建設(shè)人工草地和飼草料基地，大力推行舍飼圈養(yǎng)。力爭五年內(nèi)，使工程區(qū)內(nèi)退化的草原得到基本恢復(fù)，天然草場得到休養(yǎng)生息，變過牧超載為以草定畜，達到草畜平衡，實現(xiàn)草原資源的永續(xù)利用，建立起與畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng)的草原生態(tài)系統(tǒng)。42當(dāng)前第42頁\共有52頁\編于星期三\12點外來物種入侵外來物種：對于一個生態(tài)系統(tǒng)而言，原來并沒有該物種的存在，是借助人類活動越過不能自然逾越的空間障礙而進入該生態(tài)系統(tǒng)的物種。（一）自然入侵

（二）無意引進

（三）有意引進

還有哪些人類活動影響群落的演替43當(dāng)前第43頁\共有52頁\編于星期三\12點生物入侵第一批外來入侵物種名單1.紫莖澤蘭2.薇甘菊3.空心蓮子草4.豚草5.毒麥6.互花米草7.飛機草8.鳳眼蓮9.假高梁10.蔗扁蛾11.濕地松粉蚧12.強大小蠹13.美國白蛾14.非洲大蝸牛15.福壽螺16.牛蛙44當(dāng)前第44頁\共有52頁\編于星期三\12點生物入侵加拿大一枝黃花加拿大“一枝黃花”的危害非常大，素有“黃花開處百花殺”的說法45當(dāng)前第45頁\共有52頁\編于星期三\12點生物入侵水葫蘆（鳳眼蓮）46當(dāng)前第46頁\共有52頁\編于星期三\12點生物入侵福壽螺“外來”這個概念不是以國界，而是以生態(tài)系統(tǒng)來定義的。如我國南方的“土著”物種四大家魚，如果被引入云南、青海、新疆等高海拔地區(qū)的水域中，它們就成了外來物種。47當(dāng)前第47頁\共有52頁\編于星期三\12點

能留給后代們看看嗎？

巨人海芋屬植物是世界上最大的開花植物，而且只在蘇門答臘雨林中很小的孤立地域才有發(fā)現(xiàn)。它從一個地下的塊莖中長出來，塊莖生長大約要20年。但是它的花期卻很短，可能在不到兩三天時間里只開花三次。人們關(guān)心著這種植物的未來，因為這些植物剩下來如此之少、且又生長在如此之小的地域。48當(dāng)前第48頁\共有52頁\編于星期三\12點眼看著它走向滅亡

蘇鐵植物從恐龍時代就生長在地球上、但是、它們今天是世界上最受威脅的植物群，它們至少有一半面臨滅絕。南非蘇鐵（左）的雄性樣本在南非野外被發(fā)現(xiàn)，可