生态学群落生态学课件

1、第四章 群落生态学第一节 生物群落的组成与结构第二节 生物群落的动态第三节 生物群落的分类与排序内容提要单元测试9/25/2022第四章 群落生态学第一节 生物群落的组成与结构内容提要第二节 生物群落的动态1 群落演替的基本概念2 演替的类型3 顶极群落4 影响生物群落演替的因素 5 演替的机制参考文献思考题9/25/2022第二节 生物群落的动态1 群落演替的基本概念参考文献9 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：9/25/2022 经典的演替模式一年生灌木早期演替发生在弃耕地上的群落演替：1 群落演替的基本概念群落演替(community

2、 succession):自然群落中，一种群落被另一群落所取代的过程称群落演替。多数群落的演替有一定的方向性，但也有一些群落有周期性的变化，即由一个类型转变为另一个类型，然后又回到原有的类型，称周期性演替，如：石楠石蕊熊果石楠。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(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、群聚、竞

3、争、反应、稳定6个阶段，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。9/25/20221 群落演替的基本概念群落演替(community su2 演替的类型按照演替发生的时间进程，可以分为：世纪演替长期演替快速演替按演替发生的起始条件，可以分为：原生演替次生演替按基质性质，可以分为：水生演替旱生演替按控制演替的主导因素，可分为：内因性演替外因性演替按群落代谢特征，可分为：自养性演替异养性演替9/25/20222 演替的类型按照演替发生的时间进程，可以分为：按控制演群落演替的实例从湖泊演替为森林 一个湖泊经历一

4、系列演替后，可以演变为一个森林群落，大体要经历以下几个阶段：裸底阶段沉水植物阶段浮叶根生阶段挺水植物和沼泽植物阶段森林群落阶段9/25/2022群落演替的实例从湖泊演替为森林 一个湖泊经历一系列演替后，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9/25/2022群落演替的实例湖泊沙丘的群落演替美

5、国密执安湖沙丘上的群落演群落演替的实例从裸岩演替到森林在裸岩的演替基质上，如果当地的气候条件适合于森林生长，经过漫长艰难的演替，迟早会长出森林来。从裸岩到森林大致要经过以下几个演替阶段：地衣阶段苔藓阶段草本植物阶段灌木阶段森林阶段9/25/2022群落演替的实例从裸岩演替到森林在裸岩的演替基质上，如果当地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

6、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。9/25/2022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3 顶极群落顶极群落的特征演替顶极学说9/25/20223 顶极群落顶极群落的特征9/24/2022顶极群落的能量学特征群落能量学总生产量群落呼吸(B/R)总生产量生物量(P/ B) 单位能流维持的生物量(B/E)群落净生产量食物链高低高线状，牧食为主低高低网状、腐食群落特征演替中群落顶极群落9/25/2022顶极群落的能量学特征群落能量学群落特征演替中群落顶极群落9/顶极群落的结构和生活史特征群落结构有机质总量无机营养物种多样性生化多样性层次和空间异质性生

7、活史生态位特化生物大小生活周期少生物外低低简单宽小短、简单多生物内高高复杂窄大长、复杂群落特征演替中群落顶极群落9/25/2022顶极群落的结构和生活史特征群落结构群落特征演替中群落顶极群落顶极群落的特征物质循环和内稳定性特征物质循环无机物质循环生物与环境的物质交换腐屑在营养物再生中的作用内稳定性内部共生营养保持抗干扰能力熵信息开放快不重要不发达差弱高少封闭慢重要发达好强低多群落特征演替中群落顶极群落9/25/2022顶极群落的特征物质循环和内稳定性特征物质循环群落特征演替中群演替顶极学说单元顶极学说(F.E.Clements,1916)多元顶极学说(A.G.Tansley,1954)顶极格局

8、学说(R.H.Whittaker,1953)9/25/2022演替顶极学说单元顶极学说(F.E.Clements,1916单元顶极学说(F.E.Clements,1916)在同一个气候区内，只能有一个顶极群落，而这个顶极群落的特征完全是由当地的气候决定的，因此又叫气候顶极。在任何一个特定的气候区内，所有的演替系列最终都将趋向一个顶极群落（只要给它们足够的时间），而这个区域最终也将被一种单一的植物群落所覆盖。前顶极: 除气候外,地形、土壤或人为因素决定的稳定群落。亚顶极：达到气候顶极前的相当稳定群落。偏途顶极（分顶极、干扰顶极）：由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定群落。预顶极（先顶极）：

9、在一个特定的气候区域内，由于局部气候比较适宜而产生的较优越气候区的顶极。超顶极（后顶极）：在一个特定的气候区内，由于局部气候条件较差而产生的稳定群落。9/25/2022单元顶极学说(F.E.Clements,1916)在同一个气多元顶极学说(A.G.Tansley,1954)任何一个区域的顶极群落都是多个的，都是由一定的环境条件所控制和决定的，如土壤的湿度、土壤的营养特性、地形和动物活动等。有人则分别将这些群落称为地形顶极、土壤顶极和动物顶极。单元顶极学说和多元顶极学说实质上的差异是在开对于测定相对稳定的时间标准的差异，即以地质时间还是以生态时间。9/25/2022多元顶极学说(A.G.Tan

10、sley,1954)任何一个区域顶极-格局学说(R.H.Whittaker,1953)自然群落是由许多环境因素决定的，除气候外，还包括土壤、生物、火、风等因素。在逐渐变化的环境梯度中，顶极群落类型也是连续地逐渐地变化的，它们彼此之间是难以彻底划分开。是多元顶极群落学说的一个变型。9/25/2022顶极-格局学说(R.H.Whittaker,1953)自然群4 影响群落演替的因素非生物因素 生物因素人为因素9/25/20224 影响群落演替的因素非生物因素 9/24/2022非生物因素气候因素：气候顶极土壤因素：土壤顶极地形地貌因素：地形顶极火烧:火烧顶极洪涝9/25/2022非生物因素气候因素

11、：气候顶极9/24/2022生物因素群落内物种的生命活动植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性种内和种间的关系：动物顶极9/25/2022生物因素群落内物种的生命活动9/24/2022人为因素逆行演替:在不利的自然因素和人为因素（如污染和过牧）干扰下，生物群落的演替也可以向反方向进行，使群落逐渐退化，使群落的结构简单化和群落生产力下降。偏途演替：人为因素影响下，群落演替按照不同于自然发展的道路进行，这种演替称为偏途演替。9/25/2022人为因素逆行演替:在不利的自然因素和人为因素（如污染和过牧）5 演替的机制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

12、下一阶段物种的建立。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)演替机制总结9/25/20225 演替的机制经典的演替观9/24/2022促进模型(facilitation model) 物种替代是由于先来物种的活动改变了环境条件，使它不利于自身生存，面促进了后来物种的繁荣；因此物种替代有顺序性，可预测和具方向性。多出现在环境条件严酷的原生演

13、替中。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替代）9/25/2022促进模型(facilitation model) 物种抑制模型(inhibition model) 先来物种抑制后来物种，使后者难以入侵和发育，因而物种替代没有固定的顺序，各种可能都有，其结果在很大程度上取决于那一种先到。演替在更大程度上决定于个体的生活史对策，因而难以预测。在该模型中没有一个物种可以被认为是竞争的优胜者，而是决定于先到该地，所以演替往往是从短命种到长命种，而不是由规律、可预测的物种替代。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替代）9/25/2022抑制模型(inhibition model) 先来物种忍受模型

14、(tolerance model) 介于上述二者之间，认为物种替代决定于物种的竞争能力。先来的机会种在决定演替途径上并不重要，任何物种都可能开始演替，但有一些物种竞争能力优于其它种，因而它最后能在顶极群落中成为优势种。至于演替的推进是取决于后来入侵还是初始物种的逐渐减少，可能与开始的情形有关。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替代）9/25/2022忍受模型(tolerance model) 介于上述二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，

15、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9/25/2022演替机制可定居的空间只有演替初期所有生长到成体定居的首批物种第七章 参考文献Burke,A. 确定景观功能和生态系统动态：对纳米布沙漠南部生态恢复的贡献.AMBIO-人类环境杂志，2001，30（1）：2936 .9/25/2022第七章 参考文献Burke,A. 确定景观功能和生态系统动第七章 思考题 名词解释顶极群落（climax community