8 群落的动态.ppt

1、第九章 生物群落的动态,生物群落的动态主要阐述两方面的内容： 群落的内部动态 (包括季节变化与年际间变化)； 群落的演替。,一、生物群落的内部动态,（一）群落的季节动态 生物群落的季节变化受环境条件 (特别是气候) 周期性变化的制约，并与生物种的生活周期关联。群落的季节动态是群落本身内部的变化，并不影响整个群落的性质。,季相：在不同季节植物的发芽、展叶、开花、结果、落叶、休眠等呈现出不同的外貌特征。 不同季相群落的生产力、生物量、植物体内的营养成分和群落环境发生周期性变化。,（二）群落的年际变化（波动）,1.波动：限于群落内部的短期可逆的变化，不产生群落的更替现象。其逐年的变化方向常常不同，一

2、般不发生新种的定向代替。,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。,根据群落变化的形式，可将波动划分为以下3种类型： （1）不明显波动：群落成员的数量关系变化很小，群落外貌和结构基本保持不变。出现在不同年份气象、水文状况差不多的情况下。,（2）摆动性波动 群落成分在个体数量和生产量方面有短期变动（1-5年），它与群落优势种的逐年交替有关。干旱时旱生植物如羊茅、针茅占优势，草原旅鼠、社会田鼠繁盛；若气温高、降水多，则以中性植物占优势，同时喜温性动物（普通田鼠）增多。 （3）偏途性波动 气候、水分条件的长

3、期偏离而引起一个或几个优势种明显变更的结果，通过群落自我调节，还可以回复到接近于原来状态。时期长（5-10年）。草原看麦娘占优势群落在缺水时转为匐枝毛茛群落占优势，以后又会回复到草原看麦娘群落占优势。,3、波动的特点,不同群落类型的波动性不同 （木本草本；常绿落叶） 定性特征与定量特征的波动性不同 （定性定量） 不同气候带的波动性不同 波动的不完全可逆性,二、生物群落的演替,演替（succession）:是某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。它是群落动态的一个最重要的特征。,（一）演替过程,迁移 定居 群聚 竞争 反应 稳定,(二) 演替的基本类型,1、按演替的时间： 1)世纪

4、演替：延续时间相当长久，一般以地质年代计算。 2)长期演替：延续达几十年，有时几百年。 3)快速演替：延续几年或十几年。,2、演替的起始条件 1) 原生演替（primary succession） 2) 次生演替（secondary succession）,1) 原生演替,是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。 原生演替系列包括从岩石开始的旱生演替和从湖底开始的水生演替。,Primary succession on bare rock in upper Michigan.,Primary Terrestrial（旱生） Successio

5、n,苔藓,圆叶风铃草 、蓍草,越橘、杜松,加拿大短叶松、黑云杉、白杨,冷杉、白桦 、 云杉、顶级群落,sh,Primary Terrestrial （旱生） Succession,苔藓,小草 灌木,石南灌丛,加拿大短叶松、黑云杉、白杨,冷杉、白桦 、 云杉、顶级群落,1000年,裸底阶段,浮叶根生植物阶段,挺水植物和沼泽植物阶段,沉水植物阶段,水生群落演替图,2) 次生演替,是指开始于次生裸地或次生芜原（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。,Secondary succession on a plowed, abandoned southeastern farm

6、field.,Secondary Terrestrial Succession,耕地,杂草,紫菀、豕草、黄花,黑莓,五叶地锦,栎木山核桃,wn,sh,Secondary Terrestrial Succession,一年生杂草,多年生草本,灌木,未成熟松林,成熟栎木山核桃群落,200年,3、按照演替的基质性质,1)水生演替：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：从干旱缺水的基质开始。如裸露的岩石表面上生物群落的形成过程。,4、按照控制演替的主导因素,1)内因性演替：群落中生物的生命活动结果首先使它的生境发生改变，然后被改造的

7、生境又反作用于群落本身。如此相互促进，使演替不断向前发展。 2)外因性演替：由于外界环境因素的作用所引起的群落变化。如气候、地貌、土壤、火和人为因素。 3)群落发生演替：竞争的结果,5、群落代谢特征,1）自养性演替：光合作用所固定的生物量积累越来越多。P/R（总生产量/群落呼吸）1。 2）异养性演替：在有机污染的水体，由于细菌、真菌分解作用强，有机物质是随演替而减少的。P/R1。,6、演替方向,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）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

8、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。,进展演替,逆行演替,(三)演替系列,演替系列：指从生物侵入开始直至顶极群落的整个顺序演变过程。 演替系列中的每一个明显的步骤，称为演替阶段或演替时期。 1.水生演替系列 2.旱生演替系列,1.水生演替系列,（1）自由飘浮植物阶段：浮游有机体的死亡残体聚集了大量有机质，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、

9、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，同时植物残体量更大，湖底抬高，有利于下一阶段植物入侵。,（4）直立水生植物阶段：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：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）木本植物阶段：疏林阶段：耐水湿的灌木、乔木出现，如柳、赤杨。中生森林：随树木的侵入，形成森林

10、。地下水位降低，大量地被物改变了土壤条件。,2.旱生演替系列,（1）地衣阶段：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。 （3）草本阶段：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）灌木阶

11、段：草本群落发展到一定程度时，一些喜阳的灌木开始出现。它们常与高草混生，形成“高草灌木群落”。其后灌木数量大量增加，成为以灌木为优势的群落。 （）乔木阶段：灌木群落发展到一定时期，为乔木的生存提供了良好的环境，喜阳的树木开始增多。随着时间的推移，逐渐就形成了森林。最后形成与当地大气候相适应的乔木群落，形成了地带性植被，即顶极群落。,（五） 控制群落演替的主要因素,1、植物繁殖体的迁移、散布和动物的迁移活动 迁移：植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件。迁移由繁殖体的构造和数量决定的。 植物的定居：发芽、生长和繁殖 植物群落是动物取食、营巢和繁殖的场所,2、群落内部环境的变化,群落内部环境的

12、变化是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。 决定群落演替的根本原因在于群落内部。,3、外界环境条件的改变,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。,4、种内和种间关系的改变,群落的种内和种间关系会随着外界环境条件和群落内环境的改变而不断进行调整。 这个调整又进而影响着群落特性。,5、人类的活动,人类活动对自然环境中的生态关系起着促进、抑制、改造和重建的作用。,(六) 演替理论,1.经典的演替观 2.个体演替观,1

13、、经典的演替观,1)每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落。 2)前一阶段群落中物种的活动促进下一阶段物种的建立。 不同意经典演替观的证据为： 全部演替阶段中的繁殖体（包括种子、籽苗和活根等），在演替开始时都已经存在于该地，而演替过程仅仅是这些初始植物组成的展开（生活史）。 许多演替早期物种抑制后来物种的发展。,2、个体演替观,初始物种组成决定着群落演替后期的优势种 。,(七) 演替顶极,1、单元顶极论：该学说由美国的Clements（1916）提出： (1)认为一个地区的全部演替都将会聚为一个单一、稳定、成熟的植物群落（这是和当地气候条件保持协调和平衡的群落，这个演替的终点为顶极群落）。

14、这种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。至少在原则上，在一个气候区域内的所有生境中，最后都将是同一的顶极群落。,(2)如果时间足够的话，最终都将发展成为气候顶级。 在自然状态下，演替总是向前发展的，即为进展演替，而不能是逆行演替。,遭到批评的理由： 1、排水条件、地形条件和人为干扰对气候顶级的影响。 2、气候并非永远不变，极端气候的影响较大。 3、植物群落的变化往往落后于气候的变化。,2、多元顶极论,由英国的A.G.Tansley（1954）提出，这个学说认为： 1)如果一个植物群落在某一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持

15、稳定，可以认为是顶极群落。 2)在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都要汇集于一个共同的气候顶极终点。 3)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。,3、顶极型理论,由美国Whittaker（1953）提出： 1)在任何一个区域内，环境因子都是连续不断的变化。 2)随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群落，如气候顶极、土壤顶极、地形顶极、火烧顶极等，不是截然呈离散状态，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。 3)在这个格局中，分布最广泛且通常位于格局中心的顶极群落，叫做

16、优势顶极，它是最能反映该地区气候特征的顶极群落，相当于单元顶极论的气候顶极。,第十章 生物群落的分类与排序,一、群落的分类 目的：揭示群落类型形成、发展与其周围环境的关系，从而为植被管理、利用和改造以及农林牧的发展提供科学依据。,（一）我国植物群落的分类,1、分类方法：不重叠等级分类 2、分类原则：“群落生态”原则，即以群落本身的综合特征作为分类依据，具体包括： 1）外貌和结构 2）地理分布 3）生态环境特征 4）动态演替 5）群落的种类组成,3、分类单位 ）植被型（高级单位） ）群系（中级单位） ）群丛（基本单位） 每一等级之上和之下又各设一个辅助单位和补充单位。 高级单位的分类依据侧重于外

17、貌和结构、生态地理特征，中级和中级以下的单位侧重于种类组成。,4、分类系统,植被型组（vegetation type group） 植被型（vegetation type） 植被亚型（vegetation subtype） 群系组（formation group） 群系（formation） 亚群系（subformation） 群丛组（association group） 群丛（association） 亚群丛（subassociation）,10个植被型组,针叶林、阔叶林、灌丛和灌草丛、草原和稀树干草原、荒漠（包括肉质刺灌丛）、冻原、高山稀疏植被、草甸、沼泽、水生植被。,29个植被型,寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混交林、暖温性针叶林、热性针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、硬叶常绿阔叶林、季雨林、雨林、珊瑚岛常绿林、红树林、竹林、常绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、常绿阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀树干草原、荒漠、肉质刺灌丛、高山冻原、高山垫状植物、高山流石滩稀释植被、草甸、沼泽、水生植被。,5、植物群落的命名,植物群落的命名就是给表征每个分类单位的群落定以名称。 我国习惯采用联名法，即将各个层中的建群种或