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1、第9章 生物群落的演替,9-1 群落的演替 9-2 群落演替的机理 9-3 群落结构与生态系统稳定性,9-1 生态系统结构的演替,一 演替的定义: 群落的生态演替(Ecological Succession of community) 是指群落结构、功能和环境的定向的规律性变化的时间动态过程。 具体可用方面的特征定义（Odum 1971): (1) t他是群落发展的顺序过程：包括物种组成和群落过程随时间的改变，（）它是群落引起物理环境改变的结果；（）它以稳定的生态系统为发展顶点,二类型按演替起始的基质性质划分为：,原生演替：开始于原生裸地的群落演替 如：裸岩地衣苔藓草本灌木乔木 次生演替：开始
2、于次生裸地上的群落演替 如：退耕地草本灌木乔木 水生演替：开始于水体的演替 旱生演替：从干旱基质上开始的演替如上述原生演替，退耕地的次生演替等,例1 温带森林的次生演替过程,温带森林的次生演替过程中木本植物的物种数量变化,温带森林的次生演替过程中植食性鸟类的数量变化动态,例2潮间带群落的演替,二类型按控制演替的主导因素划分为：,内因性演替： 由群落生命过程对环境的改造驱动； 外因性演替： 由环境变化驱动；如：气候变化、山体滑坡、土壤流失、火灾引发的群落结构演替（变化）。,群落生命过程,环境变化,环境变化,群落结构变化,二类型按群落代谢特征划分：,自养性演替：因光合作用等自养因素使环境中的生物量
3、和有机质越来越多引发的演替：如：原生旱生演替：P/R1 裸岩 地衣 苔藓 草本 木本 灌木 乔木 异养性演替：由对有机物的降解过程等异养过程引发的演替。P/R1 如：出现有机污染的水体，由细菌和真菌对有机物的降解造成环境变化引起的演替。,群落自养性演替和异养性演替 （仿Odum, 1971),群落呼吸速率 R,0,P 群落同化生产力,R=P,珊瑚岛,肥沃河口,富养森林,草地,海洋,肥沃农田,贫养湖,荒漠,池塘,藻类初期培养,自养演替,异养演替,污染水体 （河流、湖泊）,三群落原生演替过程：3.1 从旱生环境开始的原生演替,（1）地衣演替阶段： （2）苔藓植物阶段： （3）草本植物阶段： （4）
4、灌木阶段： （5）乔木阶段：,例3阿拉斯加冰海滩的演替,冰海滩原生演替过程中群落物种数量和组成的变化（Reiner, Worley and Lawrence, 1971),冰海滩原生演替主要阶段的抑制和互惠作用,三群落原生演替过程：3.2 从水体开始的原生演替,（1）自由漂浮植物阶段： （2）沉水植物阶段：轮藻-金鱼藻等 （3）浮叶根生植物阶段：睡莲等 （4）直立水生植物阶段：芦苇，香蒲等； （5）湿生草本植物阶段：莎草、禾本科湿生草类； （6）木本植物阶段；,例4。西溪湿地的演替过程,三群落演替过程和基本规律：,物种多样性增加； 物种组成由低等向高等，由草本向木本，由乔木向灌木变化； 演体过
5、程，群落基质和内环境由干旱或水生向中生环境变化,四演替顶极,群落演替最终达到的相对稳定状态为演替顶极（Climax),又称顶极群落多数群落演替具有方向性，达到顶极,周期性演替：,石楠,裸地,石蕊（地衣）,熊果（草）,顶极,顶极争论,单顶极学说：美国Cowles, Clements, 任何一个地区，一般演替系列的终点决定于该地的气候性质，形成一个唯一的地带性群落类型 多顶极学说：英国Tansley（） 一个气候区内可以有多个顶极群落群落演替不一定导致单一的气候顶极群落，而是形成多个顶极群落的镶嵌体,五研究方法,如何研究成百上千年的演替过程？ 以空间代时间； 水相沉积（胞粉）分析； 陆相沉积（胞粉
6、）分析： 墓葬考古分析；,9-2 群落演替的机理,1 驱动群落演替的机理包括群落内种内和种间的： 互惠(facilitation); 耐受性； 抑制,2 控制演替的几种主要因素,（1）植物繁殖体的迁移、散步和动物的活动性； （2）群落内部环境的变化； （3）群内、种间关系的变化； （4）外界环境的变化； （5）人类的活动,3 两种不同的演替观,（1）经典的演替观： A 每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落； B 前一阶段中物种的活动促进了下一阶段物种的建立。 （2）个体论演替观： F.E. Egler(1952): 初始物种组成决定后来群落演替系列中优势种的假说；,3 种演替模型,A 促
7、进模型 （依序进行） B 耐受模型 竞争力决定 C 抑制模型 先来种抑制后来种，,A,B,D,C,A,B,C,D,A,B,C,D,9-3 群落结构与生态系统稳定性,一生态系统（群落）稳定可来自： 缺少干扰； 群落对干扰具有较高的抗性或弹性； 二、中度干扰理论： 在中等程度干扰的条件下，群落的物种多样性最丰富； 在中度放牧的条件下，草原的生产力（单位面积产草量最大；,在种不同条件下，草本豆科和其它植物的生物量动态。,实验草地年的物种丰度变化格局。,多样性稳定性？,多样性一般与稳定性呈正比，认为多样性稳定性。 多样性不等于稳定性，因为有时，在干扰或生物入侵条件下，物种多样性增加反而会导致群落（生态系统）的稳定性下降。,使用重复照相技术探测植物群落的变化。,复习题,1 群落演替的主要类型 2 什么是演替顶级？你的看法如何？ 3 如何在较短的几年时间内研究一个较长的演替过程？ 4 如何运用群落演替理论管理和恢复生物群落（植被、水生群落等）？,
