普通生态学Unit7.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,#,广东海洋大学课程课件,普通生态学,7-1-,#,2020/1/19,2025/7/14 周一,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,2025/7/14 周一,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）。,2025/7/14 周一,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：,2025/7/14 周一,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，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。,演替系列,(succession sere):,按顺序发生的一系列群落称演替系列。,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。,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。,2025/7/14 周一,第二节 群落演替的类型,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,按演替发生的起始条件，可以分为：,原生演替,次生演替,按基质性质，可以分为：,水生演替,旱生演替,按控制演替的主导因素，可分为：,内因性演替,外因性演替,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,）,2025/7/14 周一,群落演替的实例,从湖泊演替为森林,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：,裸底阶段,沉水植物阶段,浮叶根生阶段,挺水植物和沼泽植物阶段,森林群落阶段,2025/7/14 周一,群落演替的实例,湖泊沙丘的群落演替,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,2025/7/14 周一,群落演替的实例,从裸岩演替到森林,在裸岩的演替基质上，如果当地的气候条件适合于森林生长，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：,地衣阶段,苔藓阶段,草本植物阶段,灌木阶段,森林阶段,2025/7/14 周一,群落演替的实例,橡果上的异养演替,橡树果提供了生物群落演替的基质,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；,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；,捕食螨等进入，捕食食腐动物；真菌软化橡果外壳；,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。,2025/7/14 周一,第三节 演替顶极学说,顶极群落的特征,演替顶极学说,2025/7/14 周一,顶极群落的能量学特征,群落能量学,总生产量群落呼吸,(B/R),总生产量生物量,(P/B),单位能流维持的生物量,(B/E),群落净生产量,食物链,高,低,高,线状，牧食为主,低,高,低,网状、腐食,群落特征,演替中群落,顶极群落,2025/7/14 周一,顶极群落的结构和生活史特征,群落结构,有机质总量,无机营养,物种多样性,生化多样性,层次和空间异质性,生活史,生态位特化,生物大小,生活周期,少,生物外,低,低,简单,宽,小,短、简单,多,生物内,高,高,复杂,窄,大,长、复杂,群落特征,演替中群落,顶极群落,2025/7/14 周一,顶极群落的特征物质循环和内稳定性特征,物质循环,无机物质循环,生物与环境的物质交换,腐屑在营养物再生中的作用,内稳定性,内部共生,营养保持,抗干扰能力,熵,信息,开放,快,不重要,不发达,差,弱,高,少,封闭,慢,重要,发达,好,强,低,多,群落特征,演替中群落,顶极群落,2025/7/14 周一,演替顶极学说,单元顶极学说,(F.E.Clements,1916),多元顶极学说,(A.G.Tansley,1954),顶极格局学说,(R.H.Whittaker,1953),2025/7/14 周一,一、单元顶极学说,(F.E.Clements,1916),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。,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、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。,2025/7/14 周一,二、多元顶极学说,(A.G.Tansley,1954),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。,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的时间标准的差异，即以地质时间还是以生态时间。,2025/7/14 周一,三、顶极,-,格局学说,(R.H.Whittaker,1953),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。,是多元顶极群落学说的一个变型。,2025/7/14 周一,第四节 群落演替与功能过程,蒸腾作用的消失,使土壤增温,(8,，,0,2.5cm;3,10,15cm),，地表径流增大,生物地球化学循环变化,使土壤中的养分流失大幅增加,土壤可侵蚀性增加,土壤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,),2025/7/14 周一,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。,2025/7/14 周一,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,2025/7/14 周一,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,2025/7/14 周一,第五节 控制演替的几种主要因素,生物因素,非生物因素,人为因素,2025/7/14 周一,生物因素,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,),植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性,种内和种间的关系：动物顶极,2025/7/14 周一,非生物因素,气候因素：气候顶极,土壤因素：土壤顶极,地形地貌因素：地形顶极,火烧,:,火烧顶极,洪涝,2025/7/14 周一,人为因素,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。,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。,2025/7/14 周一,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),演替机制总结,2025/7/14 周一,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）,2025/7/14 周一,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,代表个物种，箭头代表被替代）,2025/7/14 周一,忍受模型,(tolerance model),介于上述二者之间，认为物种替代决定于物种的竞争能力。先来的机会种在决定演替途径上并不重要，任何物种都可能开始演替，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。至于演替的推进是取决于后来入侵还是初始物种的逐渐减少，可能与开始的情形有关。,（,A,、,B,、,C,、,D,代表个物种，箭头代表被替代）,2025/7/14 周一,演替机制,可定居的空间,只有演替初期,物种能定居,所有生长到成体,的物种能定居,定居的首批物种改变环境,环境不适于早期物种,但较适于后期物种,，早期物种被淘汰,环境较不适于早期物种，,但对于后期物种，既非,较适宜，又非较不适宜,环境不适于所有,物种,最后存留的物种是不,再使环境有利于其它,物种,最后存留的物种能够耐受,早期物种产生的环境变化,，而其它物种无法耐受,最后存留的物种阻,止其它物种侵入，,直到受到干扰为止,干扰破坏顶极阶段,演替开始,促进,耐受,抑制,顶极,顶极,顶极,2025/7/14 周一,第七章 参考文献,Burke,A.,确定景观功能和生态系统动态：对纳米布沙漠南部生态恢复的贡献,.AMBIO-,人类环境杂志，,2001,，,30,（,1,）：,29,36.,2025/7/14 周一,第七章 思考题,名词解释,顶极群落（,climax community,）,群落演替（,community succession,）,演替系列（,sere,）,次生演替（,secondary succession,）,气候顶极,（,climatic climax,）,先锋种（,pioneer species,）和先锋群落（,pioneer community,）,问答题,群落演替的分类及其主要类型的特点。,试比较单顶极群落学说与多顶极群落学说的差异。,简述群落演替中物种取代机制。,群落演替过程中群落的物种多样性如何变化？,