生物群落的动态市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第七章第七章 生物群落动态生物群落动态n第一节 群落改变类型n第二节 群落演替类型n第三节 演替顶级学说n第四节 群落演替与功效过程n第五节 控制演替几个主要原因n第六节 两种不一样演替观1Chapter 7第1页第一节第一节 群落改变类型群落改变类型2Chapter 7第2页n波动波动：群落短期可逆改变。n波动原因波动原因：群落波动多数是由群落所在地域气候条件不规则变动引发，生物本身活动周期和人为活动也会引发波动。n群落发生波动时，群落区系成份相对稳定性，群落数量特征改变不定性以及改变可逆性。波动波动3Chapter 7第3页波动类型波动类型 n不显著（不显露）波动：种群间数量改变较小，群落外貌结构特征基本保持不变。n摆动性波动：种群个体数量、密度、盖度、生产力等数量特征发生短期(13年)波动。这种波动往往与群落中优势种逐年更替相关。n偏途性波动：因为气候水文条件较长久偏离均态而引发优势种群消长置换形成一个较长周期(5)植被动态现象，波动幅度大小受气候、水文中长周期波动原因制约也与太阳黑子活动周期有一定联络。4Chapter 7第4页波动特点波动特点不一样生物群落含有不一样波动特点。1.木本植物占优势群落较草本植物稳定一些；2.常绿木本群落要比夏绿木本群落稳定一些。3.在一个群落内部，许多定性特征（如种类组成、种间关系、分层现象等）较定量特征（如密度、盖度、生物量等）稳定一些；4.成熟群落较发育中群落稳定。5Chapter 7第5页群落演替群落演替n群落演替群落演替是指在群落发展改变过程中，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自然演变现象。n多数群落演替有一定方向性，但也有一些群落有周期性改变，即由一个类型转变为另一个类型，然后又回到原有类型，称周期性演替周期性演替，如：石楠石蕊熊果石楠。6Chapter 7第6页1）按照演替发生时间进程时间进程能够分为：快速演替、长久演替快速演替、长久演替、世纪演替、世纪演替 2）按照引发演替主导原因主导原因划分演替类型：内因生态演替内因生态演替或内因动态演替 外因生态演替外因生态演替或外因动态演替3）按照基质基质性质划分演替类型：水生基质演替系列水生基质演替系列 旱生基质演替系列旱生基质演替系列 4）按群落起始条件群落起始条件来划分有原生演替原生演替和次生演替次生演替 第二节第二节 群落演替类型群落演替类型7Chapter 7第7页6 6、演替方向、演替方向 进展演替进展演替 进展演替是指伴随演替进行，生物群落结构和种类成份由简单到复杂；群落对环境利用由不充分到充分利用；群落生产力由低到逐步增高；群落逐步发展为中生化；生物群落对外界环境改造逐步强烈。逆行演替逆行演替 逆行演替进程则与进展演替相反，它造成生物群落结构简单化；不能充分利用环境；生产力逐步下降；不能充分利用地面；群落旱生化；对外界环境改造轻微。8Chapter 7第8页演替系列演替系列n生物群落演替过程，从植物定居开始，到形成稳定植物群落为止，这个过程叫做演替系列。演替系列中每一个显著步骤，称其为演替阶段或演替时期。（1 1）水生演替系列）水生演替系列自由漂浮植物阶段自由漂浮植物阶段 沉水植物阶段沉水植物阶段 浮叶根生植物阶段浮叶根生植物阶段 直立水生阶段直立水生阶段 湿生草本植物阶段湿生草本植物阶段 木本植物阶段木本植物阶段（2 2）旱生演替系列）旱生演替系列地衣植物群落阶段地衣植物群落阶段 苔藓植物阶段苔藓植物阶段 草本植物群落阶段草本植物群落阶段 灌木群落阶段灌木群落阶段 乔木群落阶段乔木群落阶段 9Chapter 7第9页群落演替实例群落演替实例湖泊沙丘群落演替湖泊沙丘群落演替n美国密执安湖沙丘上群落演替（原生演替）n裸露沙丘n固沙草本植物（滨草、沙拂子茅）n固沙灌木(沙李、沙柳、三角杨)n松柏林n黑栎林n栎山核桃林n山毛榉槭树林10Chapter 7第10页第三节第三节 演替顶级学说演替顶级学说单元顶极学说(F.E.Clements,1916)多元顶极学说(A.G.Tansley,1954)顶极格局学说(R.H.Whittaker,1953)一、单元顶级论一、单元顶级论演替顶极和顶极群落: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，当群落到达与周围环境取得平衡时(物种组合稳定)，群落演替渐渐变得迟缓，最终演替系列阶段称演替顶极；演替最终阶段群落称顶极群落。11Chapter 7第11页nClements认为，在任何一个地域内，普通演替系列终点决定于该地域气候性质，主要表现在顶极群落优势种，能够很好地适应于地域气候条件，这么群落称之为气候顶极群落气候顶极群落。n在同一气候区内，不论演替早期条件多么不一样，植被总是趋向于减轻极端情况而朝向顶极方向发展，从而使得生境适合于更多植物生长。12Chapter 7第12页n在一个气候区内，除了气候顶级之外，还会出现一些因为地形，土壤或人为等原因所决定稳定群落阶段(前顶级前顶级)。前顶级分为：前顶级分为：n亚顶级亚顶级(气候顶级以前一个相当稳定阶段，如内蒙古大针茅草原顶级前羊草草原)、偏途顶级偏途顶级：因为强烈而频繁干扰原因所引发相对稳定群落阶段(内蒙古草原因为强烈干扰而长久停留在冷蒿阶段)n先顶级先顶级：因为局部条件很好而产生稳定群落阶段(草原中局部出现草甸或森林)n超（后）顶级：超（后）顶级：因为局部条件较差而产生稳定群落阶段(草原中局部出现荒漠植被阶段)n但这些顶级最终将发展成为气候顶级阶段。13Chapter 7第13页二、多元顶极论二、多元顶极论n多元顶极论由英国A.G.Tansley于1954年提出。n该学说认为：假如一个群落在某种生境中基本基本稳定稳定，能自行繁殖并结束它演替过程，就可看就可看作顶极群落作顶极群落。n在一个气候区域内，群落演替最终止果，不一定都聚集于一个共同气候顶极终点。14Chapter 7第14页n任何一个区域顶极群落都是多个顶极群落都是多个，都是由一定环境条件所控制和决定，如土壤湿度、土壤营养特征、地形和动物活动等。n有些人则分别将这些群落称为地形顶极、土壤顶极和动物顶极。n单元顶极学说和多元顶极学说实质上差异是在于测定差异是在于测定相对稳定时间标准差异。相对稳定时间标准差异。15Chapter 7第15页顶极-格局假说n是多元顶极群落学说一个变型。n该理论认为，在任何一个区域内，环境因子都是连续不停地改变。伴随环境梯度改变伴随环境梯度改变，各种类型顶极群落(如气候顶极、土壤顶极、地形顶极等)，不是截然呈离散状态，而是连续改变，形成连续顶极类型连续顶极类型，组成一个顶极群落连顶极群落连续改变格局续改变格局。n在这个格局中，分布最广泛且通常位于格局中心顶极群落，叫做优势顶极优势顶极，它是最能反应该地域气候特征顶极群落，相当于相当于单元顶极论气候顶极气候顶极。16Chapter 7第16页第四节第四节 群落演替与功效过程群落演替与功效过程群落特征演替中群落顶极群落群落结构群落结构有机质总量少多物种多样性低高层次和空间异质性简单复杂17Chapter 7第17页群落特征演替中群落顶极群落生活史生活史生态位宽宽窄窄生物大小小小大大生活周期短、简单短、简单长、复杂长、复杂18Chapter 7第18页群落特征演替中群落顶极群落物质循环无机物质循环开放开放封闭封闭n生物与环境物质交换快快慢慢n腐屑在营养物再生中作用n不主要n主要19Chapter 7第19页群落特征演替中群落顶极群落内稳定性营养保持差差好好抗干扰能力弱弱强强恢复能力弱弱强强20Chapter 7第20页第五节第五节 控制演替几个主要原因控制演替几个主要原因n非生物原因 n生物原因n人为原因21Chapter 7第21页非生物原因非生物原因n气候原因：气候顶极n土壤原因：土壤顶极n地形地貌原因：地形顶极22Chapter 7第22页生物原因生物原因n群落内物种生命活动n植物繁殖体迁移、散布和动物活动性n种内和种间关系 23Chapter 7第23页人为原因人为原因n逆行演替逆行演替:在不利自然原因和人为原因（如污染和过牧）干扰下，生物群落演替也能够向反方向进行，使群落逐步退化，使群落结构简单化和群落生产力使群落结构简单化和群落生产力下降下降。n偏途演替：人为原因影响下，群落演替按照不一样于自然发展道路进行，这种演替称为偏途演替。24Chapter 7第24页第六节第六节 两种不一样演替观两种不一样演替观n经典演替观经典演替观n每一演替阶段群落显著不一样于下一阶段群落；前一阶段群落中物种活动促进了下一阶段物种建立。n个体论演替观个体论演替观nEgler(1952)提出初始物种组成决定群落演替系列中以后优势种学说，nConnell和 Slatyer(1977)提出了3种可能物种取代机制：n促进模型n抑制模型n耐受模型n演替机制总结演替机制总结25Chapter 7第25页促进模型促进模型物种替换是因为先来物种活动改变了环境条件，使它不利于本身生存，面促进了以后物种繁荣；所以物种替换有次序性，可预测和具方向性。多出现在环境条件严酷原生演替中。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替换）26Chapter 7第26页抑制模型抑制模型先来物种抑制以后物种，使后者难以入先来物种抑制以后物种，使后者难以入侵和发育侵和发育，因而物种替换没有固定次序，各种可能都有，其结果在很大程度上取决于那一个先到。演替在更大程度上决定于个体生活史对策，因而难以预测。在该模型中没有一个物种能够被认为是竞争优胜者，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、可预测物种替换。27Chapter 7第27页耐受模型耐受模型 介于上述二者之间，认为物种替换决定于物种竞争能力认为物种替换决定于物种竞争能力。先来机会种在决定演替路径上并不主要，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，因而它最终能在顶极群落中成为优势种。28Chapter 7第28页演替机制演替机制可定居空间可定居空间只有演替早期只有演替早期物种能定居物种能定居全部生长到成体全部生长到成体物种能定居物种能定居定居首批物种改变环境定居首批物种改变环境环境不适于早期物种环境不适于早期物种但较适于后期物种但较适于后期物种，早期物种被淘汰，早期物种被淘汰环境较不适于早期物种，环境较不适于早期物种，但对于后期物种，既但对于后期物种，既较不宜，又较适宜较不宜，又较适宜环境不适于全部环境不适于全部以后物种以后物种最终存留物种是不最终存留物种是不再使环境有利于其它再使环境有利于其它物种物种最终存留物种能够耐受最终存留物种能够耐受早期物种产生环境改变早期物种产生环境改变，而其它物种无法耐受，而其它物种无法耐受最终存留物种阻最终存留物种阻止其它物种侵入，止其它物种侵入，直到受到干扰为止直到受到干扰为止干扰破坏顶极阶段干扰破坏顶极阶段演替开始演替开始促进促进耐受耐受抑制抑制顶极顶极顶极顶极顶极顶极29Chapter 7第29页群落演替30Chapter 7第30页