生物群落的动态市公开课获奖课件

1、第七章、生物群落动态第1页第1页基本内容：第一节、群落改变类型第二节、群落演替类型第三节、群落顶级学说第四节、群落演替与功效过程第五节、控制演替几个主要原因第六节、两种不同演替观重点内容：群落演替概念群落演替类型清除植被影响控制演替主要原因第2页第2页第一节、群落改变类型连续时间改变类型举例天蒸腾作用、光合作用等植物生理过程，动物昼夜活动节律年植物生长及动物活动季节动态几年植物生产力及动物种群波动十年到百年群落演替百年到千年气候改变引起生物地带界线移动万年到亿年群落演化第3页第3页波动：是短期可逆改变，其逐年改变方向经常不同，普通不发生新种定向代替。演替：是一个群落代替另一个群落过程，是朝着一

2、个方向连续改变过程。 在波动过程中，群落生产力；各组分数量比；群落外貌结构都会发生明显改变。 群落通过波动会复原，但是并不是完全恢复到本来状态，只是向平衡状态靠近。P155表7-2冰草（野麦子）无芒麦草（高产牧草）看麦娘（山高粱）第4页第4页引起波动原因环境条件波动改变：灾变；降雨量生物本身活动周期：种子产量；病害虫影响人为活动影响：放牧第5页第5页第二节、群落演替类型按照演替延续时间划分：世纪演替：普通以地质年代计算，经常伴伴随气候历史变迁或地貌大规模塑造。长期演替：延续长达几十年甚至几百年，如森林被采伐后恢复演替。快速演替：延续几年或几十年，如草原弃耕后恢复演替。第6页第6页按照演替起始条

3、件划分：原生演替：开始于原生裸地或原生荒凉。次生演替：开始于次生裸地。按基质性质进行划分：水生演替：始于水中，发展到陆地群落。旱生演替：从干旱缺水基质上开始。第7页第7页水生演替在普通淡水湖泊中，只有在水深5-7m以内湖底，才有较大型水生植物生长，而在水深超出5-7m时，便是水底原生裸地。 自由漂浮植物阶段沉水植物阶段 浮叶根生植物阶段 直立水生植物阶段 湿生草本植物阶段 木本植物阶段 此阶段中，植物是漂浮生长，其死亡残体将增长湖底有机质聚积，同时湖岸雨水冲刷而带来矿物质微粒沉积也逐步提升了湖底。这类漂浮植物有：浮萍、满江红以及一些藻类植物等。 在水深5-7 m处，湖底裸地上最先出现先锋植物是

4、轮藻属植物。轮藻属植物生物量相对较大，使湖底有机质积累较快，自然也就使湖底抬升作用加快。当水深至24m时，金鱼藻、眼子菜、黑藻、茨藻等高等水生植物开始大量出现，这些植物生长繁殖能力更强，垫高湖底作用也就更强了。 随着湖底日益变浅，浮叶根生植物开始出现，如莲、睡莲等。这些植物一方面由于其自身生物量较大，残体对进一步抬升湖底有很大作用，另一方面由于这些植物叶片漂浮在水面，当它们密集时，就使得水下光照条件很差，不利于水下沉水植物生长迫使沉水植物向较深湖底转移，这样又起到了抬升湖底作用。 浮叶根生植物使湖底大大变浅，为直立水生植物出现创造了良好条件。最后直立水生植物，如芦苇、香蒲、泽泻等取代了浮叶根生

5、植物。这些植物根茎极为茂密，常纠缠交错在一起，使湖底快速抬高，并且有地方甚至能够形成一些浮岛。本来被水淹没土地开始露出水面与大气接触，生境开始含有陆生植物生境特点。 第8页第8页 由此看来，水生演替系列就是湖泊填平过程。这个过程是从湖泊周围向湖泊中央次序发生。因此，比较容易观测到，在从湖岸到湖心不同距离处，分布着演替系列中不同阶段群落环带。每一带都为次一带“进攻”准备了土壤条件。 第9页第9页按控制演替主导原因划分：内因性演替：生物生命活动改变生境反作用于群落。外因性演替：环境原因作用所引起第10页第10页按照群落代谢特性划分：自养性演替：光合作用所固定生物量积累越来越多。异养性演替：细菌、真

6、菌作用占主导，营养物质越来越少。水生演替自由漂浮植物阶段沉水植物阶段 浮叶根生植物阶段 直立水生植物阶段 湿生草本植物阶段 木本植物阶段第11页第11页第三节、演替顶级学说该学说由英美学派提出，有三种理论观点：单元顶级论多元顶级论顶级-格局假说第12页第12页一、单元顶级论任何一类演替都通过迁移、定居、群聚、竞争、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，最后演替系列阶段称演替顶极；演替最后阶段群落称顶极群落。第13页第13页克莱门茨（Clements）认为，在任何一个地域内，普通演替系列终点决定于该地域气候性质，主要表现在顶极群落优势种，能够很

7、好地适应于地域气候条件，这么群落称之为气候顶极群落。在同一气候区内，不论演替早期条件多么不同，植被总是趋向于减轻极端情况而朝向顶极方向发展，从而使得生境适合于更多植物生长。 第14页第14页在一个气候区内，除了气候顶级之外，还会出现一些由于地形，土壤或人为等原因所决定稳定群落阶段（前顶级） 。前顶级分为：亚顶级：气候顶级以前一个相称稳定阶段，如内蒙古大针茅草原顶级前羊草草原偏途顶级：由于强烈而频繁干扰原因所引起相对稳定群落阶段（内蒙古草原由于强烈干扰而长期停留在冷蒿阶段）先顶级：由于局部条件较好而产生稳定群落阶段（草原中局部出现草甸或森林）超（后）顶级：由于局部条件较差而产生稳定群落阶段（草原

8、中局部出现荒漠植被阶段）这些顶级最后将发展成为气候顶级阶段第15页第15页二、多元顶极论由英国坦斯利（ A.G.Tansley）于1954年提出。该学说认为：假如一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它演替过程，就可看作顶极群落。同一气候区域内，群落演替最后止果，不一定都汇集于一个共同气候顶极终点。除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、动物顶极、火烧顶极 ；还也许有一些复合型顶极。第16页第16页单元顶级与多元顶级最大区别同一气候区单元顶级论认为：影响群落演替主要原因是气候。只要时间足够长，所有群落最后将趋向于向同一个顶级演替（气候顶级）多元顶级论认为：影响群落演替其它原因（土壤

9、、地形、火烧、动物等）与气候并重，不认为群落最后都向同一个顶级演替。第17页第17页三、顶极-格局假说该理论认为，一个区域内，环境因子是连续不断地改变。伴随环境梯度改变，各种类型顶极群落(如气候顶极、土壤顶极、地形顶极等)，不是截然呈离散状态，而是连续改变，形成连续顶极类型，构成一个顶极群落连续改变格局。其中分布最广泛且通常位于格局中心顶极群落，叫做优势顶极，它是最能反应当地域气候特性顶极群落，相称于单元顶极论气候顶极。第18页第18页第四节、群落演替与功效过程清除植被影响植被恢复过程生物调整恢复群落发展与稳态关于生态系统发展模型讨论第19页第19页清除植被影响植被作用制造氧气、吸取二氧化碳制

10、止降尘、酸雨衰减噪声、减少风速、预防土地荒漠化调整水分、修养水源、保持水土减缓温度猛烈改变物种基因库第20页第20页1、蒸腾作用丧失蒸腾作用：水分从活植物体表面（主要是叶子）以水蒸汽状态散失到大气中过程。不但受外界环境条件影响，并且还受植物本身调整和控制，因此它是一个复杂生理过程。蒸腾1ml水消耗2.45106J能量蒸腾消失：地表温度升高；土壤湿度增长；土壤有效贮水能力下降；地表径流加大第21页第21页2、影响生物地球化学循环营养成份、矿物质丧失严重硝化作用增长7倍乃至更高H+释放增多pH由中性降至5.14.3排出溪水中藻类大量繁殖富营养化 指氨在微生物（硝化细菌）作用下氧化为硝酸过程。硝酸与

11、土壤中阳离子（矿物元素：K、Ca、Na等）发生互换作用，矿物质大量流失，H+留在土壤，使得土壤酸性加强所产生硝酸盐（NO3-），由于不能被土壤胶体所吸附，大部分随水流（径流和渗漏）离开土体，造成土壤氮损失。大量NO3-进水体，促使水质向富营养化发展，滋生大量浮生生物。第22页第22页3、土壤可侵蚀性增长植被清除，径流加大，丧失植被固土能力之后，大量土壤会随雨水被冲刷带走。清除植被地域土壤可侵蚀性是植被覆盖地域10.4倍。第23页第23页第五节、控制演替主要原因两个方面：生物因子、生态因子植物繁殖体迁移、散布和动物活动性植物定居：发芽、生长、繁殖。问：什么情况下才表示植物定居成功？详细控制机理：

12、任何群落形成、发展或更替均离不开植物定居过程（是群落演替先决条件）；植物群落为动物取食、营巢、繁殖场合，植物群落性质改变会使其中动物也会作相应调整第24页第24页群落内部环境改变群落内环境改变与外部环境条件改变无直接联系，是由于群落本身生命活动而造成。种内和种间关系未发育成熟群落（即演替过程群落或非顶级群落）：种内竞争与种间竞争强烈，造成劣势种群被排挤。成熟、稳定群落（顶级群落）：也可由于外部环境影响，造成种间关系调整。第25页第25页外界环境条件改变气候：决定群落外貌及公布，影响群落结构及生产力地貌：影响水分及其热量土壤：与动物、植物、微生物生活密切火烧：产生次生裸地人类活动砍伐森林、土地耕

13、作、放火烧山、人工群落第26页第26页上海近自然森林建设实践六个月后种植后1年10个月2年10个月第27页第27页3年6个月4年后第28页第28页4年9个月后第29页第29页第六节、两种不同演替观经典演替观每一演替阶段群落显著不同于下一阶段群落前一阶段群落中物种活动促进了下一阶段物种建立。不同意经典演替观证据为： 在对一些自然群落演替研究中并未证实这两个基本点 许多演替早期物种克制以后物种发展第30页第30页个体论演替观埃格勒(Egler,1952)提出初始物种构成决定群落演替系列中以后优势种学说。康奈尔(Connell)和斯拉特耶尔(Slatyer1977)提出了3种也许物种取代机制：增进模

14、型；克制模型；耐受模型第31页第31页增进模型物种替换是由于先来物种活动改变了环境条件，使它不利于本身生存，而增进了以后物种繁荣；因此物种替换有顺序性，可预测和具方向性。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替换）第32页第32页克制模型先来物种克制以后物种，使后者难以入侵和发育，因而物种替换没有固定顺序，各种也许都有，其结果在很大程度上取决于那一个先到。演替在更大程度上决定于个体生活史和物种对策，因而难以预测。在该模型中没有一个物种能够被认为是竞争优胜者，决定于先到该地，而不是有规律、可预测物种替换。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替换）第33页第33页忍受模型介于上述两者之间，认为物种替换决定于物种竞争能力。先来机会种在决定演替路径上并不主要，任何物种都也许开始演替，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。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替换）第34页第34页三类模型共同点是，演替中先锋物种最先出现，它们含有生长快，种子产量