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1、广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-1第七章 生物群落动态l第一节 群落变化类型l第二节 群落演替类型l第三节 演替顶极学说l第四节 群落演替与功能过程l第五节 控制演替的几种主要因素l第六节 两种不同的演替观l参考文献l思考题Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-2第一节 群落变化类型按时间划分： 持续时间变化类型举例天蒸腾、光合作用年植物生长的季节动态几年植物生产力的波动十到百年群落演替百年到千年 气候变化引起的生物地带界线的移动万年到亿年 群落演化Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-3第一节 群落变化类型演替：一个群落代替另一个群落的过程。 波动：短期的可
2、逆变化，其逐年的变化方 向常常不同，一般不发生新种的定向更替 。波动的原因：（p.155）1、环境条件的变化（例如，多雨年，少雨年，突发性灾变）2、生物本身的活动周期（例如种子产量的波动，动物种群的周 期性变化及病虫害爆发）；3、人为活动（例如放牧活动）。Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-4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：Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-5l群落演替(community 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，
3、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。l演替系列(succession sere):按顺序发生的一系列群落称 演替系列。 l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。 l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
4、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。Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-6第二节 群落演替的类型l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l按演替发生的起始条 件，可以分为：原生演替次生演替l按基质性质，可以分 为：水生演替旱生演替l按控制演替的主导因素 ，可分为：内因性演替外因性演替l按群落代谢特征，可分 为：自养性演替异养性演替 （书中例子p.158-159）Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-7群落演替的实例从湖泊演替为森林l 一个湖泊经历一系列演替后，可以演变为一个森林群 落，大体要经历以下几个阶段：l
5、裸底阶段l沉水植物阶段l浮叶根生阶段l挺水植物和沼泽植物阶段l森林群落阶段Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-8群落演替的实例湖泊沙丘的群落演替l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Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-9群落演替的实例从裸岩演替到森林l在裸岩的演替基质上，如果当地的气候条件
6、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：l地衣阶段l苔藓阶段l草本植物阶段l灌木阶段l森林阶段Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-10群落演替的实例橡果上的异养演替l橡树果提供了生物群落演替的基质l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；l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；l捕食螨等进入，捕食食腐动物；真菌软化橡果外壳 ；l较大的动物如毛虫、多足类等进入，橡果崩裂，成 土壤腐殖质的一部分。Date广东海洋大
7、学课程课件 普通生态学*7-1-11第三节 演替顶极学说l顶极群落的特征l演替顶极学说Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-12顶极群落的能量学特征l群落能量学l总生产量群落呼吸(B/R)l总生产量生物量(P/ B) l单位能流维持的生物量(B/E)l群落净生产量l食物链1.2.高3.低4.高5.线状， 牧食为 主1. 2.低3.高4.低5.网状 、腐 食群落特征演替中群落顶极群落Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-13顶极群落的结构和生活史特征l群落结构l有机质总量l无机营养l物种多样性l生化多样性l层次和空间异质性l生活史l生态位特化l生物大小l生活周期6.少7.
8、生物 外8.低9.低10.简 单11.宽12.小13.短 、简单6.多7.生物 内8.高9.高10.复 杂11.窄12.大13.长 、复杂群落特征演替中群落顶极群落Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-14顶极群落的特征物质循环和内稳定性特征l物质循环l无机物质循环l生物与环境的物质交换l腐屑在营养物再生中的 作用l内稳定性l内部共生l营养保持l抗干扰能力l熵l信息14.开 放15.快16.不 重要17.不 发达18.差19.弱20.高21.少14.封 闭15.慢16.重 要17.发 达18.好19.强20.低21.多群落特征演替中群落顶极群落Date广东海洋大学课程课件 普通生态
9、学*7-1-15演替顶极学说l单元顶极学说(F.E.Clements,1916)l多元顶极学说(A.G.Tansley,1954)l顶极格局学说(R.H.Whittaker,1953)Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-16一、单元顶极学说(F.E.Clements,1916)l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。l亚顶极：达到气候顶极前的相当稳定的群落。偏途顶极（分顶极、
10、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。前顶极（先顶极）：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。 （p.160)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。Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-17二、多元顶极学说(A.G.Tansley,1954)l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。l单元顶极学说和多元顶极学说实质上的差异是在于对 于测定相对稳定
11、的时间标准的差异，即以地质时间还 是以生态时间。Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-18三、顶极-格局学说(R.H.Whittaker,1953)l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。l是多元顶极群落学说的一个变型。Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-19第四节 群落演替与功能过程l蒸腾作用的消失使土壤增温(8，02.5cm; 3, 1015cm)，地表径 流增大 l生物地球化学循环变化使土壤中的养分流失大幅增加l土壤可侵蚀性增加土壤
12、的可侵蚀性比植被覆盖地区提高10.4倍一、去除植被的影响(H. Bormann的去除实验)Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-20第四节 群落演替与功能过程二、植被的恢复过程(H. Bormann的去除实验)埋藏种子萌发形成大致同龄 的不同种群上层树木的优 势度由生长较 快的阳性树种 过渡到寿命较 长、生长较慢 的阴性树种三、生物调节的恢复生物调节的恢复主要依赖于第一生产力的 恢复。Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-21第四节 群落演替与功能过程 四、群落的发展与稳态平稳过渡积累更新总生物量渐进模型Bormann模型时间Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7
13、-1-22第四节 群落演替与功能过程五、关于生态系统发展模型的讨论Brook的实验指出Odum(1971)在他出版的教科书中提出的 模型存在几个问题：1、最大生物量2、P/R比率3、种的多样性4、生态对策5、生物地球化学循环6、抗干扰能力Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-23第五节 控制演替的几种主要因素l生物因素 l非生物因素l人为因素Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-24生物因素l群落内物种的生命活动(为其他竞争者提供了 有利条件，例子：p.172，向日葵；云杉)l植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性l种内和种间的关系：动物顶极Date广东海洋大学课程课件
14、普通生态学*7-1-25非生物因素l气候因素：气候顶极l土壤因素：土壤顶极l地形地貌因素：地形顶极l火烧:火烧顶极l洪涝Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-26人为因素l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。l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。Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-27第六节 两种不同的演替观一、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下
15、一阶段物种的建立 。 二、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)l演替机制总结Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-28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替中。（A、B、C、D代 表个物种，箭头代表被替代）Date广东海洋大学课程课件 普通生态学*7-1-29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
