《基础生态学（第3版）》课件第七章 群落的动态

1、第七章 群落的动态7.1 植物群落发生、发育的一般过程7.2 植物群落演替的主要类型7.3 演替顶级学说7.4 恢复生态学原理对群落的“动态发展观”群落是一个动态的开放的生命系统。由于气候变迁、洪水、火烧、山崩、地壳运动、动物的活动和植物繁殖体的迁移散布，以及因群落本身的活动改变了内部环境等自然原因，或者由于人类活动的结果，使群落结构受到干扰或破坏，一些生物的种群消失了，就会有其他一些生物的种群来占据它们的空间，再过一段时间，就会有另一些生物的种群兴起，达到一个相对稳定的阶段。群落演替的基本概念群落演替(community succession):自然群落中，一种群落被另一群落所取代的过程称群

2、落演替。演替系列(succession sere):按顺序发生的一系列群落称演替系列。先锋种 (pi(pioneer species)和先锋群落(pioneer community):演替过程中，最早定居下来的物种称先锋种；演替过程中最初形成具在一定结构和功能的群落称先锋群落。演替顶极(climax)和顶极群落(climax community):任何一类演替都经过迁移、定居、竞争、反应等阶段，当群落达到与周围环境取得平衡时(物种组合稳定)，群落演替渐渐变得缓慢，最后的演替系列阶段称演替顶极；演替最后阶段的群落称顶极群落。7.1 植物群落发生、发育的一般过程7.1.1 植物群落发生的进程6.1

3、.1.1 迁移 迁移能力 繁殖体的构造特征：风力、水力、动物传播、 自力传播、地下茎或匍匐茎向新地段伸延等 繁殖体的数量：反映迁移能力从繁殖体开始传播到新定居的地方为止7.1.1.2 定居 发芽、生长、繁殖种子的发芽力和发芽的条件幼苗的生长状况定居地的生境7.1.1.3 竞争竞争者的能力决定于个体或种的适应性和生长 速度林木分化自然稀疏7.1.1.4 反应 通过定居过程，群落内生物与非生物环境间的能量转换和物质循环不断进行，原来的生境条件逐渐发生相应的变化，这就是“反应”。定居竞争反应迁移7.1.2 植物群落发育时期发育盛期 发育末期发育初期 7.2 植物群落演替的主要类型7.2.1 按初始生

4、境水分条件划分岩石地衣苔藓草本植物木本植物积水地沉水植物漂浮植物挺水植物湿生草本草原森林裸露矿质土草本植物木本植物中生演替系列旱生演替系列水生演替系列群落的演替类型思考讨论1、光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而地衣？2、地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能够取代地衣？3、在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？裸岩上的演替水生演替系列实际上是一个植物填平湖沼的过程。每一阶段的群落都以抬高湖底 而为下一个阶段的群落出现创造条件。这种演替系列，经常可以在一般的湖沼周围看 到，在不同深度的水生生境中，演替系列中各阶段的植物群落成环带状的分布（见上图）

5、。 随着湖底抬高，它们逐个地向前推进。 7.2.2 按演替起始裸地性质划分原生演替（ primary succession ）：从原生裸地（极端条件）开始的演替。原生裸地：指以前完全没有植物的地段，或原来存在过植被，但被彻底消灭，甚至植被下的土壤条件也不复存在。例如：火山喷发熔岩破坏植被形成的裸地、湖泊等。原生演替特点：从极端条件开始，向水分适中方向，即中生化方向发展，经历的时间长，阶段多。次生演替（secondary succession） ：从次生裸地（中生条件）开始的演替。 次生裸地：是植物现已被消灭，土壤中仍保留原来群落中的植物繁殖体。例如森林采伐后的皆伐迹地、开垦草原、火灾和毁灭性的

6、病虫害，都能造成次生裸地。 次生演替特点：由外部干扰所引起，演替速度往往较快。群落的演替类型弃耕农田上的演替，与裸岩上演替过程的完全相同吗？一年生杂草 多年生杂草小灌木灌木林乔木所有弃耕的农田都能演替能树林吗?个体论演替观: Egler(1952)提出初始物种组成决定群落演替系列中后来优势种的学说，Connell和 Slatyer(1977)提出了3种可能的物种取代机制：促进模型(facilitation model)抑制模型(inhibition model) 忍受模型(tolerance model)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；前一阶段群落中的物种活动促进了下

7、一阶段物种的建立。演替机制可定居的空间只有演替初期物种能定居所有生长到成体的物种能定居定居的首批物种改变环境环境不适于早期物种但较适于后期物种，早期物种被淘汰环境较不适于早期物种，但对于后期物种，既非较适宜，又非较不适宜环境不适于所有物种最后存留的物种是不再使环境有利于其它物种最后存留的物种能够耐受早期物种产生的环境变化，而其它物种无法耐受最后存留的物种阻止其它物种侵入，直到受到干扰为止干扰破坏顶极阶段演替开始促进耐受抑制顶极顶极顶极7.2.3 按演替延续的时间划分世纪演替：一个区域的植被类型的发展过程长期演替：森林采伐后的恢复演替快速演替：7.2.4 按控制演替的主导因素划分内因性演替：一切

8、源于外因的演替最终都是 通过内因演替赖实现；外因性演替：气候发生演替、地貌发生演替、土壤发生演替、火成演替、动物发生演替和认为发生演替导致演替的主要原因导致植被变化的主要原因内源发生演替土壤发育：有机质含量 泥炭的积累 枯落物和分解 pH值变化 养分变化植被结构：遮荫条件 竞争 种子库 天然更新 外来种入侵 人类影响生境变化：皆伐 排水 灌溉农 业：物种引进 物种灭绝 草食动物 作物生长污 染：杀虫剂 化肥 工业污染物外因发生演替气候变化：降水和干旱 极端温度土壤发育：沉积物积累 湖泊填充 侵蚀 渗漏 排水动物影响：放牧 传粉作用 践踏 增加营养 带来病毒灾变冰川：火山喷发 地震 雪崩和滑坡

9、流星雨和陨石雨 海平面变化气候：洪水 林火 大风季节性 干旱 高温或低温 低光照人类活动对群落演替的影响1、解释小路周围杂草的分布与人类活动的关系？2、如小路废弃后，会出现“远芳侵古道，晴翠接荒城”的景象吗？人类活动对群落演替的影响过度放牧、导致草原退化过度砍伐、导致森林破坏污水排放，破坏水域生物群落人类活动对群落演替的影响 人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原，甚至可以建立人工群落。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。 长期以来，我国农业发展史，实际上是一部边际土地开垦史。20世纪50年代以来，先后在黑龙江三江平原、新疆和华南地区有

10、计划地组织大规模垦荒，在其他江河、荒原、沼泽和丘陵地区也开展了规模不等的垦殖活动。19521990年，全国累计开垦荒地3.58107 hm2，其中80%是1970年以前开垦的。 大量开垦直接导致农牧渔业生产能力和环境质量下降。开垦的结果是：水土流失，江河蓄洪能力下降，以及土地严重退化。这些问题已引起各方面广泛关注。 我国已实施大规模退耕还林、退田还湖、退牧还草等重要政策，并从2003年1月起开始实施退耕还林条例。 退耕还林、退牧还草、退田还湖 为什么大面积围湖造田是洪灾频繁发生的原因之一？生物入侵 人类活动有时会有意或无意地将一种新的物种引入到某一群落中。在适宜的条件下，这些脱离了原有生物之间

11、相互作用关系的新物种 往往会大肆扩散和蔓延，迅速成为优势种，打破原有群落的稳定性，危及已有物种的生存，造成生物多样性的丧失，对当地经济、社会造成巨大危害。生物入侵美国白蛾 生物入侵学名褐云玛瑙螺，也就是人们常说和常食用的东风螺、菜螺、花螺、法国螺。 生物入侵水葫芦（凤眼莲） 当人类停止对某一环境的污染后，该环境一般会逐渐恢复，而当一种外来物种停止传人一个生态系统时，已传人的该物种个体并不会自动消失。由外来物种入侵导致的本地物种的灭绝往往是不可恢复的。生物入侵的危害7.2.5 按演替方向归类进展演替（progressive succession）：群落由低级阶段向高级阶段发展的演替。逆行演替（r

12、etrogressive succession）：群落由高级阶段退回低级阶段发展的演替。循环演替（cyclic succession）：局部的非定向演替。1）土壤的肥力水平提高；2）土地利用面积增加；3） 对环境的修饰作用加强；4）结构复杂化；5）生产力提高；6）演替速度变慢；7）物种多样性增加；8）群落中生化。山毛榉黄桦糖槭7.3 演替顶极学说演替有无终点？终点由什么决定？7.3.1 单元顶极(monoclimax)学说Clements（1916）: 一个气候区中植物群落演替朝向一个共同的终点，其终点的植物群落是该气候作用下的最中生型的稳定群落，为气候顶极。前顶极（Preclimax）、后顶

13、极（Postclimax）、亚顶极（Subclimax）及偏途演替顶极（Disclimax）等。7.3.2 多元顶极（polyclimax)学说（Tansley,1954）顶极：一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖。气候、土壤、地形、火烧等不同顶极。(一个植物群落只要在某一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持稳定状态，都可认为是顶级群落。)7.3.3 顶极格式(climax pattern)假说Whittaker（1953）：顶极群落的组成、结构由生态系统总环境所决定，只要有多种因子的组合就会有多种顶极群落的存在。它们相互结合形成生态差型，格式中心或分布最广、未受干扰的群落类型就是气候顶极。7.4 恢复生态学原理退化生态系统或受害生态系统：生物种类及其生长介质的丧失或改变。关键：系统功能的恢复和合理结构的构建恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术和方法及其生态学过程和机理的学科。一般泛指改良和重建退化的自然生态系统，使