草地生物群落課件

草地生物群落生態(tài)學(xué)第一節(jié)草地生物群落的基本特征

所謂生物群落，是指一定地段或生境上各種生物種群構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元。草地生物群落的基本特征：一、生物群落是生物種群的復(fù)雜集合體；二、生物群落是有機體在生態(tài)上的相互聯(lián)系；三、生物群落中各物種的群落學(xué)作用不同；四、生物群落是生物與其生存環(huán)境的統(tǒng)一體。一、生物群落是生物種群的復(fù)雜集合體

在草地生態(tài)系統(tǒng)中，植物種群、動物種群和微生物種群是組合在一起，相互作用，共同生活；同時它們在景觀上的地理分布，具有明顯的地帶一致性。植物的分布主要受環(huán)境生態(tài)因子所制約。動物的分布除受環(huán)境影響外，更多地取決于植物群落所提供的食物和棲息地類型。微生物種群除去將植物或動物有機體作為寄主而寄生外，它們的生存和分布還與該生境中的土壤條件有直接關(guān)系。

生物群落中的植物與動物之間，有著許多重要的相互關(guān)系，彼此共同構(gòu)成一個整體，使得生物群落得以生存與發(fā)展。在生物群落內(nèi)，動物與植物之間的相互關(guān)系，無疑是極為密切而重要的，并且表現(xiàn)為利與弊兩個方面。二、生物群落是有機體在生態(tài)上的相互聯(lián)系

組成生物群落的每個生物種，在一定程度上有其結(jié)構(gòu)和功能上的獨特性。但是它們必須對由群落中其他生物種所制約的環(huán)境，作出相應(yīng)地反應(yīng)；而且，對環(huán)境制約的性質(zhì)還因種而不相同。群落中的每種植物的結(jié)構(gòu)與功能，是如此強烈地受到它所定居的生物群落中生物學(xué)以及物理學(xué)環(huán)境特性所制約；使得各種生物有機體之間通過生態(tài)關(guān)系而相互聯(lián)系。三、生物群落中各物種的群落學(xué)作用不同優(yōu)勢種——

在生物群落中，個體數(shù)量多而又決定著群落主要特征的種。附屬種——

在生物群落中，個體數(shù)量少而作用不大的生物種。四、生物群落是生物與其生存環(huán)境的統(tǒng)一體

生境特點在決定生物群落的類別和地理分布上，起著基本的作用；而生物群落也賦予它所生存的環(huán)境以相應(yīng)的生態(tài)特征。生物群落的差異，從表面上看是與群落所含生物種有關(guān)；而就其實質(zhì)而言是組成群落的植物種和動物種的生活型所決定的。因此，目前大部分生物群落是按組成的植物來區(qū)分，并且還按照群落的優(yōu)勢植物生活型來命名。第二節(jié)草地生物群落的結(jié)構(gòu)草地生物群落以植物、動物和微生物構(gòu)成，而以植物群落為基本骨架，其他生物參與其中，組成生物群落。不同的草地生物群落在空間和時間上具有不同的結(jié)構(gòu)。一、草地生物群落的空間結(jié)構(gòu)(一)垂直結(jié)構(gòu)根據(jù)草地綠色植物的喜光程度，可分為陽性植物和陰性植物。陽性植物喜陽光，常常占據(jù)草地群落的上層空間。陰性植物耐陰力強，在其陽光微弱的群落下部也能正常生長和繁殖。不同生態(tài)特性的植物，生活在不同的高度，地上各器官（枝葉)占用不同的空間，形成植物群落地上部的垂直結(jié)構(gòu)。

草地植物群落的垂直結(jié)構(gòu)，一般較簡單，大多只含有一個基本層——草本層。但是，由于組成草本層的這些植物也分別屬于不同的生活型，高度也不一致。因此，草本植物群落可以根據(jù)各種植物的高度，再劃分若干亞層。

盡管動物具有空間活動能力，但是它們的生活直接或間接依賴于植物，它們在草地生態(tài)系中采食和作巢受植物群落垂直成層件所制約。

另外，草地生物群落的地下部分和地上部分都是研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要部分，土壤中不同深度的根系，構(gòu)成地下的成層現(xiàn)象。(二)水平結(jié)構(gòu)

草地生態(tài)系統(tǒng)有一定的水平分布格局，主要表現(xiàn)在各種種群的水平配置格局，即分布狀況和多度。一般，空間結(jié)構(gòu)可分為三種分布格局：一種為均勻分布格局，即生物種群的分布是均勻的，在二維空間上各占有—定的面積。第二種為團塊分布格局，種群在空間上間斷地成群分布，因而形成簇生團塊狀分布。第三種為隨機分布格局，種群在空間分布上彼此獨立，生物個體間有一定距離，但分布不規(guī)則。草地生物群落的多數(shù)生物物種都呈隨機分布。二、草地生物群落的時間結(jié)構(gòu)草地生物群落伴隨時間前進，物種不斷變化或更替，在群落的優(yōu)勢度和實際作用改變上，處于不斷消長和變化的狀態(tài)之中。這些在時間上的變化不僅起因于對草地生態(tài)系統(tǒng)有較大的干擾，同時，它也屬于影響群落格局變化的一部分。事實上一個草地生物群落可以由錯綜復(fù)雜、按固定時間格局彼此更替的許多生物成分。在草地植物群落內(nèi)，其變化可能很微妙。所有種或者至少大多數(shù)種可以同時存在于群落之中，但是由于生長季節(jié)、開花時間的某些差異，群落優(yōu)勢化格局可以表現(xiàn)出周期變化。而這種變化是反映群落不同成分重要程度的變化，并不是表現(xiàn)群落本身的變質(zhì)，而是一種永久性的改變。除了這種變化之外，時間結(jié)構(gòu)還存在一種生態(tài)演替現(xiàn)象，即始終存在逐漸的變化，存在整個群落，其結(jié)構(gòu)及其功能的變化。再者，演替是一種群落結(jié)構(gòu)與功能的定向變化，一種隨時間通過靠結(jié)構(gòu)和運行累積的全部微小改變而逐漸累加的變化，以致群落本身發(fā)育成與原有群落主要成分有別、功能有別的新特性。上述變化是一個促進群落不斷發(fā)育的連續(xù)過程，這種過程一直持續(xù)到群落的演替頂極，在那時群路持久性結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，似乎不再變化。三、草地生物群落交錯區(qū)和邊緣效應(yīng)

兩個群落交界的區(qū)域，叫群落交錯區(qū)。交錯區(qū)也常常是大大小小的群落過渡地帶，過渡帶的寬容不一，有的寬，有的窄。寬者稱為鑲嵌狀邊緣，窄者稱為斷裂狀邊緣。群落交錯區(qū)的環(huán)境條件常明顯的區(qū)別于每個群落內(nèi)部的核心地區(qū)，這也在生物群落的種類組成、群落結(jié)構(gòu)和種群間關(guān)系等方面表現(xiàn)出來。由于群落交錯區(qū)的環(huán)境條件比較復(fù)雜，構(gòu)成群落的植物種類也往往更加豐富多樣，從而也就能為更多的動物提供棲息、隱蔽和攝食條件。

群落交錯區(qū)是兩類生物群落間的過渡類型，有更復(fù)雜的環(huán)境條件，兩群落中的生物也能通過遷移而交流，其物質(zhì)和能量流動也有特殊性，闡明其特殊性及動態(tài)規(guī)律，有利于人類正確管理、合理開發(fā)利用草地和其他自然資源。第三節(jié)草地生物群落的種間關(guān)系一、草地生物群落種間關(guān)系的基本形式種間關(guān)系，一般是指兩個物種之間的相互關(guān)系，就生物群落而言，實際上是群落中多物種之間關(guān)系的基本形式。群落中，各物種間的相互作用，可簡要地概括為三種關(guān)系：①有利，表示對種群存活、增長或其他特征有益。②不利，表示對種群存活、增長或其他特征有抑制。③無關(guān)，表示兩個種群之間的關(guān)系無關(guān)緊要。

按照種群間這三種關(guān)系，在自然界中可表現(xiàn)為7種基本形式：

(一)競爭作用：兩種種群在群落中的存在，對各自的增長甚至存活都有抑制作用。在相互影響中還有兩種不同抑制狀況，一種是兩個種群彼此主動地抑制，即直接競爭型。另一種是在共同資源缺乏時，為爭奪營養(yǎng)條件的間接抑制，即資源競爭型。

(二)互利作用：兩個種群在群落中的存在，對各自的增長和存活都有相互促進的作用?；ダ饔糜袃煞N表現(xiàn)：①相互作用對兩個種群都有利，但它們的協(xié)作并不是必需的，即使彼此不進行協(xié)作，雙方仍能分別獨自生存，這叫做原始合作。②相互作用的兩個種群只能在彼此密切協(xié)作而不分離的條件下，才能生存，這叫做互利共生。

(三)偏利作用：兩個種群在群落中存在時，A種群對B種群的增長有促進作用；而B種群對A種群沒有影響。

(四)偏害作用：兩個種群在群落中存在時，A種群對B種群的增長有抑制作用，而B種群對A種群的增長沒有影響。偏害作用有兩種：①異種抑制作用，指某些植物能分泌一種抑制另一些植物生長的化學(xué)物質(zhì)。②抗生作用，指一種微生物能產(chǎn)生某種化學(xué)物質(zhì)來抑制另一種微生物的過程。

(五)寄生作用：一個寄生種群對另一個寄主種群的增長有抑制作用，而寄主種群必然對寄生種群有利。

(六)捕食作用：一個捕食種群對另一個被捕食種群的增長有抑制作用，而被捕食種群必然對捕食種群有利。

(七)中立作用：存在于群落中的兩個種群，彼此對各自的增長與存活沒有什么影響，它們之間的生態(tài)關(guān)系很不密切。有如處于相隔很遠營養(yǎng)級別的兩個種群，彼此之間互不影響。二、草地生物群落的種間競爭(一)種間競爭類型及一般特征1．資源利用性競爭在生物群中，兩種生物之間彼此沒有直接干涉的不利關(guān)系，而只是由于資源總量的減少而產(chǎn)生對競爭雙方的生長、生殖和生存的間接影響。

2．相互干擾性競爭生物群落中的植物間除對營養(yǎng)空間的競爭之外，還存在著直接干擾的作用。有如某些植物能分泌一些有害化學(xué)物質(zhì)，阻止別種植物在其周圍的生長，這被稱為他感作用，屬于相互干擾性競爭。三、草地生物群落的種間共生與寄生關(guān)系

(一)種間共生關(guān)系；

(二)種間寄生關(guān)系。四、捕食者和被捕食者捕食者和被捕食者指捕食動物和被捕食動物的關(guān)系。草地生態(tài)系統(tǒng)中這種捕食者和被食者的相互關(guān)系甚為復(fù)雜，這種關(guān)系不是一朝一夕所能形成的，它是長期協(xié)同進化的結(jié)果。

五、生態(tài)位

生態(tài)位是指生物在完成其正常生活周期時所表現(xiàn)出來的對環(huán)境綜合適應(yīng)的特征，是一個生物在物種和生態(tài)系統(tǒng)中的功能和地位。生物群落中，有些物種通過取食位置和方法等的差別來利用不同的資源和同一資源的不同部分，稱之為資源分離現(xiàn)象。

第四節(jié)、草地生物群落的動態(tài)和演替一、草地生物群落的季節(jié)變化

生物群落的周期性季節(jié)變化，是一種非常普遍的自然現(xiàn)象。這是因為自然環(huán)境中的許多生態(tài)因素，尤其是氣候因素存在著強烈的時間規(guī)律。這種氣候的周期性季節(jié)變化，直接影響著生物群落中的植物和動物有機體在形態(tài)、構(gòu)造和生理、生態(tài)上的適應(yīng)，發(fā)生與之相應(yīng)的變化。(一)草地植物群落的季相變化草地生物群落的季相變化主要是制約于水、熱在一年內(nèi)的季節(jié)性變化。一年中水、熱條件隨季節(jié)而變化，組成群落的主要植物的生長發(fā)育也隨之周期變化。由于組成群落的各種植物分別具有不相同的生物學(xué)特性，在同一時期內(nèi)表現(xiàn)出不同種植物處于不同的物候期。(二)草地動物群落的季相變化1、家畜；2、野生動物。二、群落演替理論概述生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物群落隨著時間的推移，一些物種消失，另一些物種侵入，出現(xiàn)了生物群落及其環(huán)境向著一定方向有順序的發(fā)展變化過程，稱為生物群落演替。群落演替有以下3個特征：（l）演替是群落發(fā)展有順序的過程，包括物種組成結(jié)構(gòu)及群落中各種過程隨時間的變化，這種變化是有規(guī)律地向一定方向發(fā)展，因而在一定程度上是可以預(yù)測的。（2）演替是生物與物理環(huán)境反復(fù)作用的結(jié)果，它同時還是群落內(nèi)種群之間競爭和共存的結(jié)果。物理環(huán)境決定演替類型、變化的速度和演替發(fā)展的最后限度，同時演替也受群落本身所控制，群落演替可引起物理環(huán)境的極大改變。（3）演替以穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)為發(fā)展頂點，亦即由頂極群落所形成的系統(tǒng)為其發(fā)展頂點，這時，它獲得的每單位有效能流可維持最大的生物量，并在生物之間保持最佳共生功能。在一定地區(qū)內(nèi)，群落由一種類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N類型的整個取代順序，稱為演替系列。生物群落從演替初期到形成穩(wěn)定的成熟群落，一般都要經(jīng)歷先鋒期、過渡期和頂極期3個階段。在先鋒期出現(xiàn)的物種叫先鋒種，在過渡期出現(xiàn)的物種叫過渡種或演替種，在頂極期出現(xiàn)的物種叫頂極種。三、群落演替的主要原因群落演替是群落內(nèi)部關(guān)系與外界環(huán)境中各種生態(tài)因子綜合作用的結(jié)果。生物群落演替的主要原因可歸納為外因演替和內(nèi)因演替兩種類型：1、外因演替由于外部環(huán)境的改變所引起的生物群落演替，叫外因演替。（1）氣候性外因演替；（2）土壤性外因演替；（3）生物性外因演替；（4）人為演替。2、內(nèi)因演替在生物群落里，群落成員改變著群落內(nèi)部環(huán)境，而改變了的內(nèi)部環(huán)境反過來又改變著群落成員。這種循環(huán)往復(fù)的進程所引起的生物群落演替，稱為內(nèi)因演替。同時，在一個生物群落內(nèi)，由于各群落成員之間的矛盾，即使群落的外部、內(nèi)部環(huán)境沒有顯著的改變，群落仍進行著演替，也稱為內(nèi)因演替。四、原生演替、次生演替和頂極群落（一）原生演替原生演替指的是從未有過任何生物的裸地上開始的演替。在裸露的巖石表面開始的原生演替稱旱生演替；從湖底或河底開始的原生演替稱水生演替。（二）次生演替次生演替是指在原有生物群落破壞后的地段上進行的演替。次生演替的最初發(fā)生是外界因素的作用所引起的。外界因素除火燒、病蟲害、嚴(yán)寒、干旱、長期淹水、冰雹打擊等等以外，最主要和最大規(guī)模的是人為的經(jīng)濟活動，如森林采伐、草原放牧和耕地撂荒等等。次生群落演替的性質(zhì)及特點一般決定于：（1）外界因素作用的性質(zhì)、方式，作用的強度和持續(xù)時間；（2）原生群落受破壞的面積；（3）次生群落中對原生群落的生物成分和土壤特性的保留程度；（4）生物繁殖體的種類、數(shù)量