生态学课件R

R1演替,要点,演替经典模型,生态演替是指在一个自然群落中，物种的组成连续地、单方向地、有顺序地变化。这一顺序被称为是一个演替序列，最后达到的阶段称为顶级。早期的演替阶段，具有先锋物种、低生物量和低营养水平的特征。随着演替的进行，群落的复杂性增加，通常在演替的中期阶段，复杂性达到最大。一个中期的演替群落具有高生物量、高有机营养水平和高的物种多样性。,中国晚中生代以来鱼类区系的演替,Ecologicalsuccessionisdefinedasacontinuous,unidirectional,sequentialchangeinthespeciescompositionofanaturalcommunity.Thissequenceofcommunityistermedasere,andculminatesintheclimaxcommunity.Earlysuccessionalstagesarecharacterizedbypioneerspecies,lowbiomassandoftenlownutrientlevels.Communitycomplexityincreasesassuccessionprogresses,oftenpeakinginthemid-successionalstage,Amid-successionalcommunityischaracterizedbyhighbiomass,highlevelsoforganicnutrientsandhighspeciesdiversity.,KeyNotes,Successiontheclassicalmodel,R1SUCCESSION,自发演替,自发演替的动力来自于生物与它们环境之间的相互作用。原生演替（primarysuccession）发生在新近形成的基质上，如冰川沉积物。先锋物种的营养物的增减和腐殖质的积累为新物种移殖做好了准备。次生演替是由于干扰引起的，如洪水、火灾和人类活动。在这两种自然发生的演替中先锋物种的移殖很快，在较强竞争力的物种入侵之前充分利用空间。耐阴物种（shade-tolerantspecies）成为阴影处的主宰者，它们是一些较慢的移殖者。,布满裂隙的冰川侧碛,Autogenicsuccessionisself-driven,resultingfromtheinteractionbetweenorganismsandtheirenvironment.Primarysuccessionoccursonanewlyformedsubstratesuchasglacialtill.Nutrientenhancementandlitteraccumulationbypioneerspeciesallownewspeciestocolonize.Secondarysuccessionfollowsdisturbance,forexamplebyflooding,fireorhumanactivity.Inbothtypesofautogenicsuccessionpioneerspeciescolonizequicklymakingopportunisticuseofresourcesbeforetheinvasionofmorecompetitivespecies.Shadingleadstodominancebyshade-tolerantspecieswhichtendtobeslowcolonizers.,Autogenicsuccession,退行性演替,退行性演替是涉及到移殖和死亡有机体后来腐烂分解的自发演替的一种类型。当有机物质降解耗尽了一些资源和制造了其他可以利用的资源的时候，不同的物种就交替地出现和消失。这个过程导致了腐殖质的生产，并且对土壤形成过程起着重要作用。,异发演替,异发演替是由外界环境因素引起的，像长期的气候变化（如冰河时期）和环境在短时间内的变化（如沉积物的增加）。群落结构随时间的变化从沉积物芯样的花粉分析来看是十分明显的。演替依赖于物种对环境条件（如盐分）的忍耐性。,Degradativesuccessionisatypeofaugogenicsuccessioninvolvingcolonizationandsubsequentdecompositionofdeadorganicmatter.Differentspeciesinvadeanddisappearinturn,asthedegradationoftheorganicmatterusesupsomeresourcesandmakesothersavailable.Thisprocessleadstotheproductionofhumusandisimportantinsoilformation.,Degradativesuccession,Allogenicsuccessionresultsfromexternalenvironmentalfactors,suchaslongtermclimaticchange(e.g.iceages)orenvironmentalchangeoverashorttime(e.g.sedimentaccretion).Changesincommunitystructureovertimeareapparentfrompollenanalysisofsedimentcores.Successionalprogressdependsonspeciestolerancetoenvironmentalconditionssuchassalinity.,Allogenicsuccession,演替过程,演替受三个过程的强烈影响：（i）促进：正在发展的群落所产生的非生物环境变化，允许其他物种的入侵。（ii）抑制：一个阶段的物种抵制后来演替的物种的入侵，以至于入侵仅仅在干扰或死亡后才有可能。（iii）耐受：后期演替的物种的入侵，因为它仍能够忍受较低的资源水平和排斥早期演替的物种。能忍受低资源水平的强竞争的物种，将取代好的机会迁移者而统治顶极群。,Successionisstronglyinfluencedbythreeprocesses.Facilitation:changesintheabioticenvironmentthatareimposedbythedevelopingcommunityandallowotherspeciestoinvade.Inhibition:speciesofonestageresistinvasionbylatersuccessionalspeciessuchthatinvasionisonlypossiblefollowingdisturbanceordeath.Tolerance:latesuccessionalspeciesinvadebecausetheyareabletotoleratelowerresourcelevelsandcanoutcompeteearlysuccessionalspecies.Highlycompetitivespecies,whicharetolerantoflowresourcelevelswillreplaceopportunisticgoodcolonizersandcometodominatetheclimaxcommunity.,Successionalprocesses,波动和顶级群落,作为一个地理区域，没有一个单一的顶极群落，但是都有一个连续的顶极类型系列沿着环境梯度变化着。顶极群落是不稳定的，但是它处于一个连续涨落之中。当演替在早期阶段被阻止的时候，朝向顶极的单向演替并不总是发生的。总之，生物量和物种多样性随着演替的进行而增加，但常常在演替中期阶段达到最大，而不是在顶极群落时。,相关主题,群落对干扰的反应（见R2）,Relatedtopics,Communityresponsestodisturbance(R2),Fluctuationsandtheclimaxcommunity,Thereisnosingleclimaxcommunityforageographicarea,butacontinuumofclimaxtypesvaryingalongenvironmentalgradients.Climaxcommunitiesarenotstable,butareinastateofcontinualflux.Unidirectionalsuccessiontotheclimaxdoesnotalwayshappenassuccessioncanbearrestedatanearlierstage,Ingeneral,biomassandspeciesdiversityincreasewithsuccessionbutoftenpeakatanintermediatestageandnotattheclimax,R2群落对干扰的反应,要点,干扰,干扰是指林中倒树、食草动物的啃食、潮汐活动、火灾、反常气候变化或人类活动等经常发生的扰乱或干涉，它们迫使物种经历某些选择压力。比如生长在易发生火灾的环境中的植物，在形态和生活史方面有其独特的适应，以保证它们自己和后代在这样的环境中生存下去。,潮汐能,潮汐过后的呼伦湖,Adisturbanceisaninterruptionorinterferencethatoccurssufficientlyoftenforittohaveexertedsomeselectionpressureonthespeciesexperiencingit.Disturbanceincludestreesfallinginaforest,grazingbyherbivores,tidalaction,fire,unusualclimaticconditionsorhumanactivity.Plantsofenvironmentspronetodisturbancesuchasfirehavemorphologicalandlifehistoryadaptationstoensurethesurvivalofthemselvesortheiroffspring.,KeyNotes,disturbance,R2COMMUNITYRESPONSESTODISTURBANCE,干扰对物种丰富度的作用,干扰可增加群落的物种多样性，因为它能阻止少数竞争力强的物种成为优势，使其他物种有机会入侵。如果某个地方的种群，由于干扰而不断减少，此地的竞争排斥就可能使那些本来相互竞争的物种停止竞争，而共存在一起。,中度干扰假说,当干扰为新物种创造了可移殖的断层的时候，物种多样性趋向最大。但这种干扰强度和频率均低于物种移殖的速度，因而在更大的群落中不会导致物种数的下降。如果干扰小，群落会被一些顶级物种统治。如果干扰很强并经常发生，就会对物理或土壤环境造成影响，从而完全改变群落。,Disturbancecancauseanincreaseincommunityspecies-richnessbypreventingdominancebyafewcompetitivespeciesandallowingopportunisticspeciestoinvade.Wherepopulationsarecontinuallyreducedbydisturbance,competitiveexclusioncanbepreventedandpotentiallycompetingspeciesmaybeabletocoexist.,Effectsofdisturbanceonspeciesrichness,Maximumspeciesdiversitytendstobeachievedwhendisturbancecreatesgapsfornewspeciestocolonize,butisnotintenseorfrequentenoughtocommunity.Atverylowlevelsofdisturbancethecommunityisdominatedbyafewclimaxspecies.Verysevereofrepeateddisturbancemayhaveanimpactonthephysicaloredaphicenvironmentandalterthecommunitycompletely.,Effectsofdisturbanceonspeciesrichness,斑块动态,群落的局部性干扰产生了许多断层，相同的或不同的物种个体就乘机移殖到这些断层上来。由于物种移殖到哪个断层是随机的，因此相互竞争的物种可能不会在同一断层上相遇。这样就会使物种丰富的群落生存下来。在晚期演替群落中，如森林群落，断层经历了一个微型演替（mini-succession）的过程，因此形成了一个由处于不同演替阶段的各类斑块组成的镶嵌体。,原始森林,Localizeddisturbanceofacommunitycreatesgapswhichcanthenbecolonizedbyindividualsofthesameoranotherspecies.Potentially,competingspeciesmaynotencounteroneanotherbecauseofthestochasticnatureofgapcolonization,allowingspecies-richcommunitiestopersist.Inalatesuccessi