群落动态精品课件

1、关于群落的动态第一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1、生物群落的内部动态 生物群落的动态(dynamics)至少应包括三方面的内容：群落的内部动态(包括季节变化与年际间变化)；群落的演替；地球上生物群落进化。这里着重谈前两个问题。 1.1 生物群落的季节变化生物群落的时间结构。例如，在温带地区，气候的季节变化是极为明显的：树木和野草在春天发芽、生长，然后开花、结果、产生种子；到了冬季，则进行休眠或死去。这种变化，年年如此，同气候的季节变化配合得极为一致。动物也同样有周期活动：青蛙、刺猬和蝙蝠到冬季就进行冬眠，春天来了苏醒过来。浮游生物的数量变动也按周期作上下波动。第二张，PPT共七十

2、一页，创作于2022年6月第三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1.2 生物群落的年变化 群落波动：在不同年度之间，生物群落常有明显的变动。这种变动也限于群落内部的变化，不产生群落的更替现象，一般称为波动 (fluctuation)。群落的波动多数是由群落所在地区气候条件的不规则变动引起的，其特点是群落区系成份的相对稳定性，群落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性。在波动中，群落在生产量，各成份的数量比例，优势种的重要值以及物质和能量的平衡方面，也会发生相应的变化。 第四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月根据群落变化的形式，可将波动划分为以下三种类型：1.不明显波动 是群落各成

3、员的数量关系变化很小，群落外貌和结构基本保持不变。这种波动可能出现在不同年份的气象、水文状况差不多一致的情况下。2.摆动性波动 群落成份在个体数量和生产量方面的短期变动(15年)，它与群落优势种的逐年交替有关。3.偏途性波动 这是气候和水份条件的长期偏离而引起一个或几个优势种明显变更的结果。通过群落的自我调节作用，群落还可回复到接近于原来的状态。这种波动的时期可能较长(510年)。第五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2、生物群落的演替2.1 演替(succession)的概念植物群落演替：就是指植物群落发展变化过程中，由低级到高级，由简单到复杂，一个阶段接着一个阶段，一个群落代替另一

4、个群落的自然演变现象。群落的形成，可以从裸露的地面上开始，也可以从已有的另一个群落中开始。但任何一个群落在其形成过程中，至少要有植物的传播，植物的定居，植物之间的竞争，以及相对平衡的各种条件和作用。第六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 第七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月原生裸地：从来没有植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了（包括原有植被下的土壤）的地段。如冰川移动造成的裸地。次生裸地：原有植被虽已不存在，但原有植被下的土壤条件基本保留，甚至还有种子等植物繁殖体的地段。裸地的存在是群落形成的最初条件和场所之一第八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月在裸

5、地上，群落形成的过程有三个阶段（迁移、定居、竞争）：(1) 迁移（immigration）：是指植物生活的繁殖结构进入裸地，或进入以前不存在这个物种的一个生境过程。繁殖结构主要是指孢子、种子、鳞茎、根状茎，以及能繁殖的植物的任何部分。迁移不仅是群落形成的首要条件，也是群落变化和演替的重要基础。 第九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月(2)定居：是指传播体的萌发、生长、发育，直到成熟的过程。繁殖是定居中一个重要环节。如不能繁殖，不仅个体数量不能增加，而且植物在新环境中的生长只限于一代。 (3)竞争：随着已定居的植物不断繁殖，种类数量的不断增加，密度加大，资源利用逐渐由没有充分的利用，而出

6、现了物种间的激烈竞争。有的物种定居下来，并且得到了繁殖的机会，而另一些物种则被排斥。 获得优势的物种得到发展，从不同角度利用和分摊资源。 第十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2 演替的基本类型（演替的不同划分方法，5种分法）2.2.1 按照演替发生的时间进程(L. G. Ramensky, 1938)，可以分为3种 ： (1)世纪演替 延续时间相当长久，一般以地质年代计算。常伴随气候的历史变迁或地貌的大规模改造而发生（冰川）。 (2)长期演替 延续达几十年，有时达几百年，云杉林被采伐后的恢复演替可作为长期演替的实例。 (3)快速演替 延续几年或十几年。草原弃耕地的恢复演替可以作为

7、快速演替的例子，但要以撂荒面积不大和种子传播来源就近为条件；不然弃耕地的恢复过程就可能延续达几十年。第十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月长期演替 快速演替 第十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2.2 按演替发生的起始条件划分根据F. E. Clements，1916；JEWeaver和PEClements，1938),可以分为2种： (1)原生演替(primary succession)：开始于原生裸地或原生芜原(完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸露地段)上的群落演替。 (2)次生演替(secondary succession)：开始于次生裸地或次生芜原(

8、不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地)上的群落演替。 第十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月14 Primary Terrestrial Succession第十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月15 Primary Terrestrial Succession第十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月16 Secondary Terrestrial Succession第十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月17 Secondary Terrestrial Succession第十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月弃耕地的演替美国乔治

9、亚州Piedmont地区的废弃耕地 最早拓殖的是一年生的杂草类植物 几年后，接着是多年生的草本植物 然后接着是灌木和松树苗 随后是松树林发展出來 松树林持续一百年左右，之后逐渐被耐荫硬木林取代 第十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 经典的演替模式一年生杂草多年生杂草灌木早期演替树木晚期演替树木发生在弃耕地上的群落演替：第十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月初生演替和次生演替的区别初生演替次生演替起点原先从没有过植被的环境原有群落环境只是失去了原有植被时间经历的时间长经历的时间短主要影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩上的演替弃耕农田上的演替第二十张，PPT共七十一页，

10、创作于2022年6月2.2.3 按基质的性质划分可分为： （1）水生演替（hydrorarch succession）演替开始于水生环境中，但一般都发展到陆地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。 （2）旱生演替（xerarch succession）演替从干旱缺水的基质上开始。如裸露的岩石表面上生物群落的形成过程。第二十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.2.4 按引起演替的主导因素划分可分为：（1）群落发生演替（群落发生）（2）内因生态演替或内因动态演替（3）外因生态演替或外因动态演替2.2.5 按群落代谢特征划分可分为：（1）自养性演替（2）异养性演替第二十二张

11、，PPT共七十一页，创作于2022年6月群落演替的实例橡果上的异养演替橡树果提供了生物群落演替的基质象甲等昆虫侵入橡果，进入橡果胚，在其中产卵，孵化后的幼虫利用橡果胚作为营养；象甲侵入时，亦把真菌带入橡果；象甲幼虫离开橡果，在果壳上留下洞，食真菌者和食腐动物进入，橡胚组织被降解为粪便；捕食螨等进入，捕食食腐动物；真菌软化橡果外壳；较大的动物如毛虫、多足类等进入，橡果崩裂，成土壤腐殖质的一部分。第二十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.3 演替系列定义：生物群落的演替过程，从植物的定居开始，到形成稳定的植物群落为止，这个过程叫做演替系列。2.3.1 水生演替系列演替开始于水生环境中的

12、群落演替过程。一般都发展到陆地群落，如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。 第二十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（1）自由飘浮植物阶段：有机质的聚集靠浮游有机体的死亡残体，以及湖岸雨水冲刷所带来的矿质微粒，导致湖底增高。 （2）沉水植物阶段：5-7米水深，首先出现轮藻属植物，由于它的生长，湖底有机质积累较快而多，由于湖底嫌气条件轮藻的残体分解不完全，湖底进一步抬高；水深2-4米左右，有金鱼藻、狸藻等出现，繁殖强，垫高湖底。 （3）浮叶根生植物阶段：水深1米左右，睡莲等植物飘浮水面，导致水下的沉水植物得不到光照而被排挤，飘浮植物的茎部的阻碍，更多泥沙沉积下来，同时植物残体量

13、更大，湖底抬高，有利于下一阶段植物入侵。第二十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（4）挺水植物阶段：水变浅，芦苇、香蒲等个体更大，突出水面，枝叶茂密，根常纠缠绞结，拦截泥沙能力更强，残体也更多，水更浅，使湖底迅速升高。 （5）湿生草本植物阶段：水变成季节性积水，根茎发达的湿生的沼泽植物开始生长。如莎草科、禾本科等一些湿生种类。排水能力更强和垫高能力更强。 （6）疏林阶段：耐水湿的灌木、乔木出现，如柳、赤杨。 （7）中生森林：随树木的侵入，形成森林。地下水位降低，大量地被物改变了土壤条件。第二十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月第二十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6

14、月 整个水生演替系列实际上是：湖沼填平的过程。 通常是从湖沼的周围向湖沼的中心顺序发生的，环境由水生变为中生。第二十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月群落演替的实例湖泊沙丘的群落演替美国密执安湖沙丘上的群落演替（原生演替）裸露沙丘固沙草本植物（滨草Ammophila breviligulata、沙拂子茅Calamovilfa longifolia）固沙灌木(沙李Prunus pumila、沙柳Salix spp.、三角杨 Populus deltoides)松柏林黑栎林栎山核桃林山毛榉槭树林第二十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月30 (a) beach and the f

15、oredune vegetation 第三十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月31 (b) stabilized-dune vegetation 第三十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月32 (c) shrub zone 第三十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月33 (d) pine zone 第三十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月34 (e) stages of dune succession oak forest 第三十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.3.2 旱生演替系列从干旱缺水的基质开始的群落演替过程。如裸露的岩石表面上生物群落的

16、形成过程 。（1）地衣植物阶段：壳状地衣分泌有机酸腐蚀岩石表面，加上岩石风化作用，壳状地衣的一些残体，逐渐形成一些极少量的土壤；叶状地衣：可含蓄较多的水分，积聚更多的残体，使土壤增加的更快些；叶状地衣把岩石表面遮盖部分，生长枝状地衣，生长能力强，全部代替叶状地衣。（2）苔藓植物阶段：在干旱时进入休眠，待到温和多雨时，大量生长。能积累的土壤更多些，为以后生长的植物创造条件。第三十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（3）草本植物阶段：蕨类、一年生、二年生植物，低小耐旱种，取代苔藓植物，土壤增加，小气候形成，多年生草本出现。使土壤增厚，遮荫，减少蒸发，土壤中真菌、细菌和小动物增多。（4）灌

17、木群落阶段：喜光的阳性灌木出现，与高草混生形成“高草灌木群落”，以后灌木大量增加，形成优势灌木群落。（5）乔木群落阶段：阳性乔木树种生长，逐渐形成森林，林下形成荫蔽环境使耐荫树种定居，随着耐荫种的增加，阳性树种在林内不能更新而逐渐从群落消失。林下生长耐荫的灌木和草本植物复合的森林群落形成。第三十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月旱生演替整个过程是：土壤不断形成和积累的过程，环境由旱生变为中生。第三十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.4 控制演替的因素（5个因素） 生物群落的演替是群落内部关系（包括种内和种间关系)与外界环境中各种生态因子综合作用的结果。 2.4.1 环境

18、不断变化（1）群落内部环境的变化：由群落本身的生命活动造成的，与外界环境条件的改变没有直接关系；有些情况下，是群落内物种生命活动的结果，为自己创造了不良的居住环境，使原来的群落解体，为其他植物的生存提供了有利条件，从而引起演替。第三十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月39 The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone National Park. In stage I (0-50 years) after the fire. 第三十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月40 The four stages

19、 of lodgepole pine succession in Yellowstone National Park. In stage II, characterized by the maturation of the trees(50-150 years) 第四十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月41 第四十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月42 The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone National Park. Stage IV begins after approximately 25

20、0 years. Lodgepoles are reaching their maximum life span and death are common. This stage is very vulnerable to fire. 第四十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月（2）外界环境条件的变化：群落之外的环境条件如气候、地貌、土壤和火等成为引起演替的重要条件。第四十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.4.2 植物繁殖体的散布，即植物本身不断进行繁殖和迁移。2.4.3 植物之间直接或间接的相互作用，使它们之间不断相互影响，种间关系不断发生变化。2.4.4 在群落的种类

21、组成中，新的植物分类单位（如种、亚种、生态型）不断发生。2.4.5 人类活动的影响。第四十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.5 演替方向2.5.1 进展演替 群落的演替显示着群落是从先锋群落经过一系列的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程称之为进展演替。 2.5.2 逆行演替 发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落，利用环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地。第四十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月46 图片：干热河谷的逆行演替逆行演替(云南元谋)第四十六张，PPT共七十一

22、页，创作于2022年6月进展演替和逆行演替比较进展演替逆行演替群落结构的复杂化群落结构的简单化地面的最大利用地面的不充分利用生产力的最大利用生产力的不充分利用群落生产力的增加群落生产力的降低新兴特有现象的存在，以及对植物环境特殊适应为方向的物种形成残遗特有现象的存在，以及对外界环境为方向的物种形成群落的中生化群落的旱生化和湿生化群落环境的强烈改造外界环境的轻微改造第四十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.6 演替过程的理论模型2.6.1 不同的演替观（1）经典的演替观 每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落 前一阶段群落中物种的活动促进下一阶段物种的建立 （2）个体演替观 初始

23、物种组成决定群落演替的后来优势种 （3）当代的演替观 强调个体生活史特征、物种对策、以种群为中心和各种干扰对演替的作用。第四十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.6.2 演替模型（1）促进模型：先来物种改变了环境条件，不利于它自身生存，而促进了后来其它物种的繁荣；物种替代有顺序性和方向性，可预测的。（2）抑制模型：先来物种抑制后来物种，使后来者难以入侵和繁荣；物种替代没有固定顺序，在很大程度上取决于哪一物种先到。（3）忍耐模型：物种替代决定于物种竞争能力(忍受贫乏资源的能力) 。模型的异同点 共同点：先锋物种最先出现、易于被挤掉 不同点：演替机制物种替代机制：促进或抑制；演替机制取

24、决于物种间的竞争能力。第四十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.6.3 演替理论除上面3种模型外，还有下面3种掩体理论适应对策理论 资源比率理论 等级演替理论第五十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.7 演替的顶极学说演替顶极：每一演替系列都是由先锋阶段开始，经过不同的演替阶段，到达中生状态的最终演替阶段。演替的顶极学说(climax theory)是英美学派提出的。几十年来，得到不断的修正，补充和发展。有关演替顶极理论主要有3种：单元顶极论、多元顶极论和顶极格局假说。 第五十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.7.1 单元顶极论Cowles（考尔斯） Cle

25、ments(1916)提出。 在任何一个地区内，一般的演替系列的终点取决于该地区的气候性质，主要表现在顶级群落的优势种能够很好地适应于地区的气候条件，这样的群落称之为气候顶极群落。 顶极群落的特征只取决于气候： 给以充分时间，演替过程和群落造成环境的改变，将克服地形位置和母质差异的影响。 无论水生型的生境，还是旱生型的生境，最终都趋向于中生型的生境，并均会发展成为一个相对稳定的气候顶级。 在自然状态下，演替总是向前发展的，是进展演替。第五十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.7.2 多元顶极论A.G.Tansley(坦斯利，1954)提出。 如果一个植物群落在某一种或几种环境因子的

26、作用下在较长时间内保持稳定，能自行繁殖结束演替过程，就可看作顶极群落。 气候顶极是顶极群落的一种类型，但在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点。 根据主导因子的不同，除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时还可存在一些复合型的顶极，如地形-土壤和火烧-动物顶极等。 一般在地带性生境上是气候顶极，别的生境上可能是其他类型顶极。第五十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2.7.3 顶极格局假说Whittaker(慧特克，1953)提出。 在任何一个区域内，环境因子都是连续不断变化的，随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群落，如气

27、候顶极、土壤顶极等，不是截然成离散状态，而是连续变化的，因而形成连续的顶极类型，构成一个顶极群落连续变化的格局。 格局中分布最广泛的位于格局中心的顶极群落，称为优势顶极，它是最能反映该地区气候特征的顶极群落。第五十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月单元顶级理论和多元顶级理论的异同点相同点：不论是单元顶级论还是多元顶级论，都承认顶级群落是经过单向变化而达到稳定状态的群落；而顶级群落在时间上的变化和空间上的分布，都是和生境相适应的。第五十五张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1）单元论认为，只有气候才是演替的决定因素，其它因素都是第二位的，但是可以阻止群落向气候顶级发展；多元论则认

28、为，除气候以外的其它因素，也可以决定顶级的形成。2）单元理论认为，在一个气候区域内，所有群落都有趋同性的发展，最终形成气候顶级； 而多元论不认为群落最后都会趋于一个顶级。不同点第五十六张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1、某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。下列叙述不正确的是A、该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现。B、该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替。C、旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行。D、该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程。(B)第五十七张，PPT共七十一页，创作于2022年6月2、下列不是机体论观点的是

29、A认为群落是自然单位，具有明确的边界B它们独立存在，可重复出现C群落单元是连续群落中的一个片段D可以像物种那么样进行分类 3、下列群落中属于共建种群落可能性最大 的是A热带森林B北方森林C草原D落叶林 （C）（A）。第五十八张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 4、生态优势种的显著特征是A最适应当地环境B生物量最大C生物个体最大D生物营养级最高5、群落中的“偶见种”可能是A优势种B伴生种C残遗种D亚优势种 （B）。（C）。第五十九张，PPT共七十一页，创作于2022年6月6、物种频度从低到高分A、B、C、D、E五级，其中 属于E级频度的种类往往是A优势种B伴生种C残遗种D偶见种 7、原生

30、演替属于。A.快速演替B.中期演替C.长期演替D.世纪演替（A）。(D)第六十张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 8、下列那些地段开始的演替是原生演替A.农田B.湖底C.森林D.草原9、森林砍伐形成的裸地，在没有干扰的情 况下的演替过程是A.原生演替B.次生演替C.水生演替D.旱生演替(B)。(B)。第六十一张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 10、群落演替速度特点是A.演替速度越来越快B.演替初始缓慢中间阶段快末期演替停止C.演替越来越慢D.演替速度不随时间变化11、群落演替在后期的成熟阶段A.总生产量与生物量的比值最高B.总生产量、净生产量达到最大C.总生产量大于总呼吸量D

31、.总生产量与总呼吸量大体相等(B)。(D)。第六十二张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 12、单元顶极理论中的顶极群落最适应的 生态条件是A.土壤B.地形C.气候D.生物13、顶极格局假说的意思是A.一个气候内，只能有一种顶极群落B.一个气候内，可以有多个顶极群落呈不连续变化C.随着环境因子的梯度变化呈连续变化D.顶极群落是一个独立的不连续的单位(C)。(C)。第六十三张，PPT共七十一页，创作于2022年6月 14、单元顶级学说中的“顶级”是指A.气候顶级B.偏途顶级C.土壤顶级D.地形顶级15、与演替过程中的群落相比，顶级 群落的特征是A.信息少B.稳定型高C.矿质营养循环开放D.食物网(链)简单(A)。(B)。第六十四张，PPT共七十一页，创作于2022年6月1群落的初生演替和次生演替的主要区别是A影响因素不同 B初始条件不同C产生的植物种群不同 D产生的生物数量不同2下列群落演替系列中