植物群落的动态

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1、 植物群落组成、结构在不同时间尺度上 随着环境变化而不断改变 植物群落随时间动态的基本特点：三。植物群落动态三。植物群落动态 1 1。植物群落动态的类型。植物群落动态的类型 2 2。植物群落的变化。植物群落的变化 3 3。植物群落的节律。植物群落的节律 4 4。植物群落的波动。植物群落的波动 5 5。植物群落的演替。植物群落的演替 6 6。植物群落的演化。植物群落的演化植物群落的动态，即指植物群落的种类组成、 结构、功能过程、随时间变化的过程与规律。 时间有长有短，短则以时、天计，而长可 到年、十年、百年、千年到数千年，在从 天到数千年的不同时间段中，植物群落组 成、结构、功能过程，不同类型植

2、物群落 植物组成、结构与功能过程表现出不同的 特点与规律。 植物群落动态的类型： 植物群落与世间万物一样处于不停的运动与变化之 中。 这一变化以时间长短而言、有短期、中 期、长期；对植物群落变化性质而言有 变化，物候节律、波动；演替与演化之 分。 就研究领域而言，有植物群落生理生态 学、植物群落生态学与植物群落动态学 。时间类型持续时间 群落变化性质 事例 研究领域短期天 变化 蒸腾作用 植物群落光合作用 生理生态学营养与代谢 年际间 节律 季节动态 植物群落 生态学 年际间 植物生产力变化 植物群落 植物种群变化 动态学植物功能群变化中期数十年到 演替 群落演替 植物群落 数百年 动态学长期

3、数百年到 演化 气候变化引起 植物群落 数千年 群落界线移动 动态学植物群落变化类型 2 2、植物群落的变化：、植物群落的变化： 这是指植物群落在一天内的动态过程， 群落光合作用、群落蒸腾作用、群落的 营养与代谢过程都表现这一特点； 而变化的动力，则是太阳的辐射、日照 及由此而引起的温度、湿度的变化。 2.1 植物群落光合作用的日变化 研究表明：草原植物群落光合日变化特 点： 双峰曲线 午间降低 上午高于下午 土壤干旱与土壤水分充足日进程表 现不同特征。 2.2 植物群落暗呼吸的变化 当光照强度低于群落补偿点后，群落进 入暗呼吸、光合为零时，达到最大呼吸 强度。 其后呼吸强度随温度增高降低，几

4、成直 线，凌晨，光合作用开始，净呼吸减少 ，至补偿点时为零。 光补偿点（light compensation point): 植物光合作用吸收的二氧化碳与呼 吸自由释放的二氧化相等时的光合 强度 2.3 2.3 草原植物蒸腾的日变化草原植物蒸腾的日变化 蒸腾日变化特点： 午休，即午间降低。但水分充足不 明显； 沙地植物不明显； 沙地中灌木西北利亚杏不明显。热脉冲法对塔里木盆地阿拉尔灌区胡杨耗水特性的研究 （2005，硕士论文） 利用热脉冲技术、中子仪水分测定系统同步监测胡杨 的蒸腾液流、土壤水分动态因子，研究了热脉冲对胡 杨树干液流的响应规律，分析了胡杨液流的变化规律 和其主要影响因子的关系

5、2.单位时间内液流量变化呈明显的昼夜节律，白天的流 速变化曲线呈双峰型，夜间树千液流速度处于平稳的 低值，白天10：00左右达到峰值，午后18：00左右又 达到一个峰值。不同胸径的胡杨在一天中树干液流动 态变化规律基本一致，液流流速呈现双锋状态，但不 同胸径的树干液流速度有很大差异，胸径大的要高于 胸径小的树干 3.胡杨蒸腾随着气温、水汽压、土壤含水量的增大而增 大，随着空气湿度的升高而减小，而风速比较特殊， 当风速较小时，蒸腾是随着风速增大而增大，但到一 定风速后，蒸腾量是随着风速的增大而减小 关于“午休” “午休”在陆生植物、水生植物都有表现 1.陆生植物茶树净光合速率日进程曲线为 双峰型

6、，有明显的光合“午休”现象。两 峰分别出现在9：00和14：00左右，峰值 比较接近，波谷出现在12：00l3：00。 说明光合“午休” 主要由强光和高温引起 。强光下光抑制的发生是引起茶树光合“ 午休”的重要原因。 2. 陆地生植物梭梭是西北干旱地区重要 的表征类群。其净光合速率、蒸腾速率 的日变化呈双峰型，具光合、蒸腾午休 现象。12：00 和16：O0为峰；14：O0峰 谷 2.水生植物湿地泽泻植物蒸腾特性的日变 化。在晴朗的天气，泽泻叶片的蒸腾速 率日进程呈双峰曲线变化。出现“午休” 现象，上午的峰值要高于下午。这种现 象是由于受气孔阻力的影响所致。泽泻 在下午14：00时气孔关闭较大

7、，是影响 蒸腾速率的直接原因。 陆生植物的午休现象主要是有水分的亏 缺、CO2浓度的降低、光合产物的积累及 较高的温度等。 水生植物泽泻的蒸腾日变化双峰曲线是 由于自身的特性所致。 2.4 2.4 凋落物分解过程的日变化凋落物分解过程的日变化 两阶段： 08.00-11.00增强，CO2释放量增加 ；11.00-19.00减弱， CO2释放量到最 低。 3 3、植物群落变化的节律：、植物群落变化的节律： 是指植物群落季节动态 主要是指植物群落的生长发育，生产力 、外貌等。在“正常”气候季节变化条 件下，出现的季相变化。后面有录像片 介绍森林的季节变化 这一变化的内在动力在于植物自生，而 其外在

8、原因则是气候的太阳辐射、温度 、湿度等气象条件的四季的变化。 3.1 不同植物群落的变化，物候节律 的特点差异很大。 3.2 同一植物群落不同植物种的特点也十分 不同。一个石灰岩欧洲水青冈林群落中部分有花植物的物候期（引自：Dierschke,1994）群落季相变化与功能 水生高等植物群落季相交替对富营养化水体净 化效果表现不同特点 由伊乐藻、野菱、水鳖所构建的季相交替的水 生植物群落能在水质变化剧烈、藻类容易爆发 的阶段(初春至夏末)持续有效的抑制浮游植物 生长繁殖，对富营养化水体中的营养盐有较高 的去除作用，并能有效缓解因前一种植物死亡 给水质带来的不利影响，使水质保持相对稳定 。季相变化

9、的遥感监测 可使用ASD便携式地物光谱仪测定群落 的春、夏、秋各季冠层反射光谱，并计 算生成3501000nm的反射率曲线的一 阶导数曲线，在此基础上分析反射率与 一阶导数曲线在可见光与近红外波段以 及物候特征的“绿峰”和“红边”等波段的 差异。不同群落在各生长季都有较独特 的光谱特征，在季相上表现各异。3.3 地上生物量与主要种群生物量也呈现季节动态 3.4 不同种群单株生物量季节动态 结果 增长快，高峰期明显； 增长慢，高峰期不明显。 3.5 草原植物群落凋落物生产季节动态： 5月初5月中最高，而后渐低，7月中最低，而后9 月中以后又升高。 4 4、植物群落的波动：、植物群落的波动： 这是

10、植物群落的组成、生产力、结 构及功能过程，年际间的变化。 植物群落一年中得到的结果很少能 够代表植物群落长期过程的平均值 。因为年际间的变化 年际间变化特点： 这是一种可逆的变化； 这种变化一般不涉及新种的大量 侵入，从总体上看，其本上是围绕 平均值的波动； 这种变化不会导致决定植物群落 类型的基本特征的改变。 4.1 波动的原因： 生态因子变化如气候因子中的多 雨年，少雨年等。 植物本身的活动周期，如种子结 实率的大小年、羊草有这种情况。 突发事件对植物群落的影响 ，如病虫害爆发、啮齿动物年度 间不平衡等。今年南方的冰冻和 雪灾，就是突发事件。 其影响如何？ 武汉植物园研究和部署了特大雪冻灾

11、害对我国华 中地区生物多样性和生态系统影响的调查和灾后重建 对策工作。近日，5个调查小组、近20名科研人员已分赴三峡 库区、神农架、大别山、九宫山及武陵山等华中重点 受灾地区开展评估调查。调查重点围绕特大雪冻灾害 对区域生态系统、地带性植被、珍稀濒危植物、重要 资源植物和生物多样性等方面的影响及成灾原因，为 国家和各级政府开展防灾减灾和灾后重建工作提供科 学、准确的依据和对策。 人类活动的影响、如放牧强度 、利用程度年度间的不平衡。 4.2 波动规律的若干特点： 植物群落类型与波动；木本植物群落较草本群落较稳定；常绿木本植物群落夏绿木本植物群落稳 定。 环境与波动： 环境越严酷，其波动性越大。

12、 植物种类与波动： 广布种波动较小。 4.3 4.3 波动类型划分波动类型划分Rabotnov,1974Rabotnov,1974）：）： 隐匿波动（obscure fluctuation)： 植物种类组成比例的微小变化。 振荡波动(oscillatory fluctuation)： 由于气候条件变化导致植物组成生 .产 力及由此而引起的比例上的变化。是优 势种变化造成的不同年份的可逆性交替 。 周期波动(cyclic fluctuation)： 在植物群落中，某一种植物结实的 大小年而导致的周期性.可逆性的变 化。 偏离波动（digressive fluctuation)： 由于某种突发原因

13、，使构成植物 群落的优势种大量死亡或生长衰 退。但这是暂时的。而当这突发 原因消失后，群落又回复在原来 的状态。 4.4 波动的实例： 羊草草原 不同年份主要植物种群密度 及地上生物量的波动。 羊草草原不同年份地下生物量的波动 大针茅草原不同年份地下生物量 的波动内蒙古典型草原植物群落动态研究（硕士论文，2006） 研究区44年来温度明显上升(降水量变化 不明显)，但是通过围栏内外地上生物量 的对比可以看出，研究区植物群落变化 主要是人为因素，而气候因素只是起到 促进作用。在人为因素中放牧起着重要 作用，放牧使得草原土壤容重增大。 5 5、植物群落的演替、植物群落的演替(succession)

14、(succession)： 这是植物群落动态中期变化的一种类型 ，他表现为在一个地段上一个植物群落 类型代替另一个植物群落类型的过程。 这是向着一个方向连续变化的过程。 演替过程一般表现为渐变的过程 。但在某些特殊条件下又可能呈 现为突变的过程，最典型的如砍 伐森林种植农作物，开垦草原种 植农作物。 演替现代概念的提出，要归功于 F.E.Clements. 5.1 演替类型 由于划分依据不同，故有不同分类 系统。划分依据 演替类型的划分 代表人物1、延续时间 世纪演替、长期演替 L。G。Ramensky 快速演替 19382、 起始条件 原生演替次生演替 F.E.Clements 1916等3、基质 水生演替、旱生演替 C.F.Cooper,19134、主导因素 内因性演替、外因性演替