群落生态学群落演替

群落生态学群落演替第1页，共44页，2023年，2月20日，星期二群落生态学

10群落的演替林学院侯继华2011－09第2页，共44页，2023年，2月20日，星期二

群落的动态群落的动态应包括群落内部动态和群落的演替、地球上生物群落的进化1 群落的季节动态2 群落的波动——年际动态3 群落的演替——长期动态，群落性质变化，是群落的重要内容，亦多争议群落的内部动态群落的季节变化是指在环境的季节变化的前提下，群落内各种生物因进化过程中所形成的季节节律性而表现出的变化过程，如群落外貌的变化(季相)、物种的变化（动物的迁徙）、群落物种的生活周期的变化（如休眠、萌发等）、群落生产力的变化群落年变化指在不发生本质变化的前提下群落逐年所表现的在群落生产量、物种成分数量比例、优势种重要值及群落物质、能量平衡方面所表现的各种波动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分的相对稳定性，群落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性。第3页，共44页，2023年，2月20日，星期二

群落的演替1概念2群落演替的一般过程3群落演替的基本类型4演替顶极学说5群落演替的机制第4页，共44页，2023年，2月20日，星期二群落演替

(communitysuccession）又称生态演替（Ecologicalsuccession）：是指在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，一个群落代替另一个群落的自然演变现象。演替系列

(successionsere):

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，这个过程称演替系列。其中每一个明显的步骤称为演替阶段或演替时期。一群落演替的基本概念第5页，共44页，2023年，2月20日，星期二先锋种(pioneerspecies)：演替过程中，最早定居下来的物种称先锋种先锋群落(pioneercommunity)：演替过程中最初形成具有一定结构和功能的群落称先锋群落演替顶极(climax)：演替过程中，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顶极群落(climaxcommunity)：演替最后阶段的群落称顶极群落。第6页，共44页，2023年，2月20日，星期二二群落演替的一般过程侵移（迁移）：繁殖体传播到新定居的地方的过程定居：植物繁殖体到达新地点后，开始发芽、生长和繁殖的过程环境变化：群落演替的重要过程物种竞争：各物种成分的比例与优势度变化新群落的形成与稳定：“优胜劣汰，适者生存”，群落结构趋于完善，整个群落及其与环境之间保持相对的稳定性。第7页，共44页，2023年，2月20日，星期二三群落演替基本类型长期演替快速演替世纪演替时间进程自养演替异养演替代谢特征主导因素内因动态演替外因动态演替原生演替次生演替群落复生基质性质初始条件旱生原生演替水生原生演替进展演替演替方向逆行演替循环演替第8页，共44页，2023年，2月20日，星期二1原生演替和次生演替原生演替原生演替：开始于原生裸地上的植物群落演替。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。如：裸露的岩石、湖边或河岸沙丘、火山爆发后留下的火山灰等第9页，共44页，2023年，2月20日，星期二旱生演替系列：原生演替中开始于裸露岩石、砂地等干旱基质上的演替。水生演替系列：从积水发生的原生演替。

原生演替的基本系列第10页，共44页，2023年，2月20日，星期二第11页，共44页，2023年，2月20日，星期二旱生演替系列时间（1000年）先锋群落中生群落顶极群落地衣、苔藓植物群落阶段裸露的岩石草本、灌木树木幼苗植物群落阶段针阔混交林白杨、黑云杉、Jack松针叶林群落白云杉、冷衫、纸皮桦第12页，共44页，2023年，2月20日，星期二木本植物阶段湿生草本植物阶段挺水植物阶段浮叶根生植物阶段沉水植物阶段自由漂浮植物阶段水生演替系列第13页，共44页，2023年，2月20日，星期二旱生演替系列：原生演替中开始于裸露岩石、砂地等干旱基质上的演替。水生演替系列：从积水发生的原生演替。中生演替系列：起始于具有一定肥力土壤母质上的演替。如塌方的土石堆积地段或采矿弃土、河口冲积扇等裸露矿质土阶段→草本植物阶段→木本植物阶段（从灌木群落变为乔木群落）

原生演替的基本系列第14页，共44页，2023年，2月20日，星期二从极端条件开始，向水分适中方向，即中生化方向发展，经历的时间长，阶段多。不同的演替系列虽然起点不同，经历的阶段各异，但演替方向却趋于相同。演替的最后阶段在湿润气候区是稳定的森林群落，在半干旱地区，演替则只能停留在草本植物群落阶段。

原生演替特点：第15页，共44页，2023年，2月20日，星期二次生演替次生演替：开始于次生裸地上的植物群落演替。次生裸地：指地面上植物现已被消灭，但土壤中仍保留原来群落中的植物繁殖体，如种子、植物的根系等的裸地。次生演替(secondarysuccession)第16页，共44页，2023年，2月20日，星期二第17页，共44页，2023年，2月20日，星期二云杉林的次生演替第18页，共44页，2023年，2月20日，星期二

美国东南部农田弃耕地次生演替一年生

杂草紫菀

灌木

维吉尼亚松栎树顶级群落弃耕地须芒草时间（年）第19页，共44页，2023年，2月20日，星期二次生演替的特点次生演替是在外力作用下，使原有植物群落（草原或森林）解体或消失，直至形成次生裸地，再从次生裸地上逐渐建立新的植物群落，并进行群落演替；群落的复生：当外力干扰、破坏作用停止后，次生演替一般是趋向于恢复到受破坏前的原生群落类型；次生演替由于起始点较高（生境条件较好，又有种源），因而建成新的群落并进行演替时的速度都比较快。

第20页，共44页，2023年，2月20日，星期二

华北地区次生林群落演替21封山破坏封山封山封山封山破坏破坏破坏松栎疏林灌丛荒草坡石质山地油松、栎类

(纯林或混交林)次生群落原生群落混多个次生树种的松栎混交林油松林、栎林灌丛草本群落第21页，共44页，2023年，2月20日，星期二作业：请各选一例叙述水、旱生原生演替的主要过程及特点。试述北京地区撂荒地次生演替的主要过程及特点。举例试述某种森林（如云杉林、阔叶红松林等）采伐迹地次生演替的主要过程及特点。第22页，共44页，2023年，2月20日，星期二

进展演替植物群落由低级阶段向高级阶段发展的演替。

逆行演替植物群落由高级阶段退向低级阶段的演替。例如在强烈放牧情况下，草原会向旱生化的方向发展，并随着放牧强度的加大，草原会逐渐发展到接近于荒漠带的一些植物群落。

循环演替2按演替方向归类第23页，共44页，2023年，2月20日，星期二滥牧滥采流沙固定飞播、种草10年植被恢复与重建过程20-30年封育保护草地沙化过程第24页，共44页，2023年，2月20日，星期二

进展演替和逆行演替的群落特征比较*进展演替逆行演替

土壤顺行发展群落结构复杂化土壤沙化、退化群落结构简单化

群落空间的最大利用群落空间不充分利用

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出现残遗特有现象的存在，以及对外界环境适应的物种的出现

群落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25页，共44页，2023年，2月20日，星期二

进展演替植物群落由低级阶段向高级阶段发展的演替。逆行演替植物群落由高级阶段退向低级阶段的演替。循环演替非定向演替，发生在一些局部地区，如美国的北方硬阔叶林中。

山毛榉

黄桦

糖槭2按演替方向归类第26页，共44页，2023年，2月20日，星期二世纪演替：按地质时期计算的演替。长期演替：以几十年到几百年完成的演替。快速演替：几年或十几年内完成的演替。3演替过程的时间长短第27页，共44页，2023年，2月20日，星期二4按照引起演替的主导因素划分内因生态演替或内因动态演替

演替发生的主要原因是群落内不同物种间的竞争、抑制或种类成分（主要是建群种）的生命活动，改变了群落的环境，不利于原来的成员，为其他植物的更新创造了有利的生态环境，如此相互作用，使演替不断向前发展。外因生态演替或外因动态演替

由于外界环境因素的作用所引起的群落演替。第28页，共44页，2023年，2月20日，星期二5群落的代谢特征自养性演替（autotrophicsuccession）

P/R>1，群落中能量或有机物增加异养性演替（heterotrophicsuccession）

P/R<1，群落中能量或有机物减少第29页，共44页，2023年，2月20日，星期二Game-目标探讨干扰对群落演替过程的影响

Q：生态系统干扰如何驱动植物群落的演替变化？理解物种生活史特征与干扰响应的关系第30页，共44页，2023年，2月20日，星期二第31页，共44页，2023年，2月20日，星期二问题：Howwouldyoudescribethediagramproduced,isitmorelikeaforest,agrasslandorashrubland?Whathappensduringafire?Alandslide?Grazing?Whataboutduringnodisturbanceperiods?Whichspeciestendtoincreaseinabundanceduringtimesofnodisturbance?Whattraitsdotheyhaveincommon?

•Howdoearlyandlatesuccessionalspeciesdifferfromeachother?Whichlife-historytraitsmightallowaspeciestorespondwelltoafireevent.Whichtraitsmightmakeaspeciesabettercompetitor?•WhatwouldhappenifwestackedthedecktoreducethenumberofDisturbanceCards?Tryit,wasyourpredictioncorrect?•Willthewinneralwaysbethesame?Whyorwhynot?•Howmightchangesintheplantcommunityaffectotherpropertiesoftheecosystem?•Howdoesthisimaginarysystemcomparetorealecosystemsinthenumberofspecies?•Howwouldyouchangethedecktoensurethatyourspecieswins?Tryit,diditwork?

第32页，共44页，2023年，2月20日，星期二问题：Howdoearlyandlatesuccessionalspeciesdifferfromeachother?Whichlife-historytraitsmightallowaspeciestorespondwelltoafireevent.Whichtraitsmightmakeaspeciesabettercompetitor?WhatwouldhappenifwestackedthedecktoreducethenumberofDisturbanceCards?Tryit,wasyourpredictioncorrect?第33页，共44页，2023年，2月20日，星期二群落生态学

10群落的演替林学院侯继华2011－10第34页，共44页，2023年，2月20日，星期二

群落的演替1概念2群落演替的一般过程3群落演替的基本类型4演替顶极学说5群落演替的机制（略）第35页，共44页，2023年，2月20日，星期二四

演替顶极学说演替顶极和顶极群落

演替过程中，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。单元顶级学说多元顶级学说顶级格局学说第36页，共44页，2023年，2月20日，星期二单元演替顶极学说单元演替顶极学说（mono-climaxtheory）美Cowles和Clements（1916）认为一个气候区中，植物群落演替朝向一个共同的终点，其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该地区的气候条件，这样的群落称为气候顶极群落。即一个气候相当一致的区域，最终将有一种连续的和整齐一致的植被普遍的覆盖着。第37页，共44页，2023年，2月20日，星期二

对于各种特殊情况的解释亚顶极：到达气候顶极前的一个相当稳定的阶段。偏途顶极：由于强烈而频繁的干扰而引起的相对稳定的群落。前顶极：由于局部气候条件比较适宜而产生的较优越气候区的顶极。后顶极：特定气候区域内，因局部气候条件较差而产生的稳定群落。单元演替顶极学说第38页，共44页，2023年，2月20日，星期二多元演替顶极（Poly-climaxtheory）学说英国学者坦斯利（1954）提出如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作是顶极群落，而不必汇集于一个共同的气候顶极终点。因此除气候顶极之外，也有土壤顶极，

地形顶极，火烧顶极等。

多元演替顶极学说第39页，共44页，2023年，2月20日，星期二

二种学说的异同

1)相同点

都承认顶极群落是经过单向变化后，已达到了稳定状态的群落，而顶极群落在时间上变化和空间上分布都是和生境相适应的；

2)不同点

⑴单元顶极学说认为在一个气候区内，所有群落都趋同终结于气候顶极；而多元顶级学说认为所有群落最后不都趋于一个顶极；⑵单元顶极学说认为，气候是演替的决定因素，其它因素只是第二位的，可阻止群落发展为气候顶极；多元顶级学说则强调生态系统中各因素的综合影响，除气候外的因素亦可决定顶极的形成。第40页，共44页，2023年，2月20日，星期二顶极格局假说