群落的動(dòng)態(tài)課件2Chapter9群落得動(dòng)態(tài)§1前言§2群落演替得基本概念§3演替得類型§4演替系列§5影響生物群落演替得因素§6演替得機(jī)制理論§7演替頂極學(xué)說(shuō)3Questiontime:觀察以下動(dòng)畫,試分析其表述得生態(tài)學(xué)理論！4§1前言主要內(nèi)容群落得內(nèi)部動(dòng)態(tài)群落得演替(本章重點(diǎn))*生物群落得進(jìn)化季節(jié)變化年際間變化5§2群落演替得基本概念⒈

群落演替(munitysuccession)定義:自然群落中,一種群落被另一群落所取代得過(guò)程稱群落演替。仙女木先鋒種赤楊云杉林6群落演替得特點(diǎn)①多數(shù)群落得演替有一定得方向性,而且就是向前發(fā)展得。

臺(tái)灣玉山箭竹大火后經(jīng)一段時(shí)間長(zhǎng)出草原7②少數(shù)群落有周期性得變化,即由一個(gè)類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)類型,然后又回到原有得類型,稱周期性演替。石蕊地衣熊果群落石楠群落在蘇格蘭某些島嶼上,石楠就是該處得優(yōu)勢(shì)群落,隨著地衣得入侵而開始衰退。地衣死亡后,出現(xiàn)裸露得地面,在裸露得地面上又出現(xiàn)了熊果,依次熊果又被石楠所取代。

8人口稀少得蘇格蘭島嶼上,生長(zhǎng)著石楠樹

9人口稀少得蘇格蘭島嶼上,石楠樹盛開著紫色花10⒉

先鋒種和先鋒群落演替過(guò)程中,最早定居下來(lái)得物種稱先鋒種。苔蘚地衣為先鋒種11大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流12先鋒種–地衣得生物風(fēng)化作用13演替過(guò)程中最初形成得具有一定結(jié)構(gòu)和功能得群落稱先鋒群落。山谷里得雜草先鋒群落14⒊演替頂極任何一類演替都需經(jīng)過(guò)遷移、定居、群聚、競(jìng)爭(zhēng)、反應(yīng)、穩(wěn)定6個(gè)階段,當(dāng)群落達(dá)到與周圍環(huán)境取得平衡時(shí)(物種組合穩(wěn)定),群落演替漸變緩慢,最后得演替系列階段稱演替頂極。15演替最后階段得群落稱頂極群落。⒋頂極群落主要由高大喬木樹種組成得演替頂極群落16§3演替得類型⒈按照演替發(fā)生得時(shí)間進(jìn)程,可以分為:世紀(jì)演替:一般以地質(zhì)年代計(jì)算長(zhǎng)期演替:20～幾百年快速演替＜20年如草原撂荒地上得演替

時(shí)間進(jìn)程演替類型群落演替得類型按不同得分類方法有不同得類型17⒉按演替發(fā)生得起始條件,可以分為:起始條件不同得演替類型原生演替(緩慢)次生演替(快速)18◆原生演替指從不毛之地,無(wú)土壤得地區(qū)開始得演替。原生演替主要區(qū)域類型裸巖區(qū)域沙丘區(qū)域冰川退卻區(qū)域火山爆發(fā)后區(qū)域裸水域19原生演替區(qū)域示例冰川灣

密西根湖沙丘圣海倫火山

20冰川灣,Alaska、21原生演替示例:圣海倫火山爆發(fā)后得變化22原生演替示例:23次生演替指從已形成土壤得地區(qū)開始得演替。美國(guó)黃石公園1988年大火后產(chǎn)生得次生演替示意圖24大火后產(chǎn)生得次生演替示意圖25人工砍伐后形成得次生演替區(qū)域示意圖26早期演替樹木晚期演替樹木灌木多年生草本一年生草本發(fā)生在棄耕地上得次生演替模式:27時(shí)間推移(北美次生演替)一年生草本多年生草本灌木林早期松林成熟橡木–山胡桃林28水生演替旱生演替⒊按基質(zhì)性質(zhì),可以分為:基質(zhì)不同得演替類型29⒋按控制演替得主導(dǎo)因素,可分為:主導(dǎo)因素不同得演替類型內(nèi)因性演替外因性演替內(nèi)因性演替指群落內(nèi)部不同物種得競(jìng)爭(zhēng)、抑制或生命活動(dòng)等,而改變環(huán)境條件引起得演替。

外因性演替指非生物因素變動(dòng)而引起得演替,如海岸得升降、河流得沖積、沙丘得移動(dòng)、大氣候得變化等。

30⒌按群落代謝得特征,可分為:代謝方式不同得演替類型自養(yǎng)性演替異養(yǎng)性演替自養(yǎng)性演替指群落中主要生物以增加光合作用產(chǎn)物得方式進(jìn)行得演替。如裸巖-地衣苔蘚-草本-灌木-森林得演替。異養(yǎng)性演替指群落中得主要生物以分解作用得方式進(jìn)行得演替,使群落中有機(jī)物得量由于腐敗分解而逐漸減少。31§4演替系列⒈演替系列定義:從植物得定居開始,到形成穩(wěn)定得植物群落為止,這個(gè)過(guò)程稱演替系列。年數(shù)32演替階段或演替時(shí)期:演替系列中得每一個(gè)明顯步驟,稱為演替階段或演替時(shí)期。33⒉水生演替系列得實(shí)例

—從湖泊演替為森林(原生演替)一個(gè)湖泊經(jīng)歷一系列演替后,可以演變?yōu)橐粋€(gè)森林群落,大體要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段:▲①裸底階段▲②自由漂浮植物階段▲③沉水植物階段▲④浮葉根生階段▲⑤挺水植物和沼澤植物階段▲⑥森林群落階段34⑴裸底和自由漂浮植物階段湖底尚未形成任何植物體。水體上層有浮游植物得分布。35⑵沉水植物階段湖底形成水生植物,但葉片一般在水中生長(zhǎng),不露出水面。36⑶浮葉根生階段水生植物得葉片已經(jīng)飄浮在水面上,可以吸收空氣中得太陽(yáng)光。37⑷挺水植物和沼澤植物階段水生植物得莖干也露出水面,湖面逐漸縮小,兩岸植被帶擴(kuò)大形成草地和灌叢。38⑸森林群落階段湖泊完全被填埋,最終形成頂極群落—喬木森林。39⒊

旱生演替系列得實(shí)例

—沙丘得群落演替(原生演替)美國(guó)密執(zhí)安湖沙丘上得群落演替①裸露沙丘②固沙草本植物(濱草Ammophilabreviligulata、沙拂子茅)③固沙灌木(沙李Prunuspumila、沙柳Salixspp、、三角楊Populusdeltoides)④固沙喬木(松柏林、黑櫟林、櫟－山核桃林、山毛櫸－槭樹林)40⒈美國(guó)密執(zhí)安湖裸露沙丘示意圖41⒉美國(guó)密執(zhí)安湖沙丘固沙草本植物示意圖42⒊美國(guó)密執(zhí)安湖沙丘固沙灌木示意圖43⒋美國(guó)密執(zhí)安湖沙丘固沙喬木示意圖44⒋旱生演替系列得實(shí)例

—從裸巖演替到森林(原生演替)在裸巖得基質(zhì)上,如果當(dāng)?shù)氐脷夂驐l件適合于森林生長(zhǎng),經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)艱難得演替,遲早會(huì)長(zhǎng)出森林來(lái)。45從裸巖到森林大致要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)演替階段:早期演替樹木晚期演替樹木灌木草本地衣和苔蘚46時(shí)間推移(北美原生演替)裸巖地衣和苔蘚草本石南灌叢橡木–矮葉松林冷杉–紙皮樺林47裸巖石上有地衣和苔蘚進(jìn)行生物風(fēng)化作用示意圖48地衣苔蘚形成淺表土層–蕨類草本生長(zhǎng)示意圖49巖石表土層加厚,雜草大量生長(zhǎng)繁殖示意圖50土壤層形成,灌木–早期針葉樹混交林形成示意圖51演替后期形成冷杉–紙皮樺北美混交林示意圖52⒌冰川演替實(shí)例

—旱生原生演替從冰川到森林大致要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)演替階段:▲①自養(yǎng)細(xì)菌階段▲②地衣苔蘚階段▲③草本植物階段▲④灌木階段▲⑤喬木森林階段53退卻得阿拉斯加冰川谷上首先定居得就是自養(yǎng)細(xì)菌54苔蘚和地衣隨后定居,生物風(fēng)化形成土壤。55隨后先鋒植物種如草本灌木在此定居56形成喬木林,云杉替代榿木植物和三角葉楊57形成北美氣候頂極群落—云杉和鐵杉混合林

58⒍旱生異養(yǎng)演替示例

—倒伐樹木上得異養(yǎng)演替59倒伐樹木異養(yǎng)性演替得基本階段倒伐樹木提供群落演替得營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)白蟻或樹皮甲蟲帶著真菌(細(xì)菌)進(jìn)入昆蟲捕食者進(jìn)入樹洞中捕食昆蟲+真菌軟化樹皮樹木表層形成地衣和苔蘚損壞樹皮毛蟲、多足類及老鼠、小型兩型類等進(jìn)入加速樹木分解樹木殘余成為土壤腐殖質(zhì)得一部分60倒伐樹木上得異養(yǎng)演替示意圖61倒伐樹木上得異養(yǎng)演替示意圖62樹木上得異養(yǎng)性腐生真菌示意圖63§5影響群落演替得因素非生物因素生物因素人為因素控制演替得因素類型主要有三大類:64⒈非生物因素氣候因素:氣候頂極土壤因素:土壤頂極地形地貌因素:地形頂極火燒:火燒頂極洪澇影響演替得主要非生物因素65氣候?qū)θ郝涞镁薮笥绊懯疽鈭D氣候干旱使地球表面許多草地群落發(fā)生退化!66火燒能形成肥沃土壤示意圖67火燒形成次生演替示意圖68▲一般認(rèn)為:在任何氣候區(qū)內(nèi),群落得發(fā)展經(jīng)過(guò)若干階段,最后都要達(dá)到與該氣候區(qū)氣候完全相適應(yīng)得最穩(wěn)定得狀態(tài),即氣候演替頂極。69⒉生物因素影響演替得主要生物因素群落內(nèi)物種得生命活動(dòng):改變土壤植物繁殖體得遷移、散布動(dòng)物得活動(dòng)性:利于種子擴(kuò)散種內(nèi)和種間得關(guān)系:形成動(dòng)物頂極70植物繁殖體散布和動(dòng)物得活動(dòng)示意圖71⒊人為因素森林得采伐人為得火燒家畜得過(guò)度放牧割草開荒修建水庫(kù)工廠建造環(huán)境污染影響演替得主要人為因素72放牧排污砍伐人類活動(dòng)使群落演替按照不同于自然演替得速度和方向進(jìn)行。73人為火燒干擾影響群落演替74▲人為因素可引起兩種特殊得演替與人類相關(guān)

得特殊演替逆行演替偏途演替75逆行演替:

在不利得自然因素和人為因素如污染和過(guò)牧得干擾下,生物群落得演替也可向反方向進(jìn)行,使群落逐漸退化,使群落得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化和群落生產(chǎn)力下降。過(guò)牧使草場(chǎng)退化示意圖76偏途演替:人為因素影響下,群落演替按照不同于自然發(fā)展得道路進(jìn)行,這種演替稱為偏途演替。人工林形成偏途演替示意圖77§6演替得機(jī)制理論▲對(duì)于演替得機(jī)制存在著不同得學(xué)說(shuō)和觀點(diǎn):個(gè)體論演替觀促進(jìn)模型抑制模型忍受模型演替理論經(jīng)典得演替觀擴(kuò)展78⒈經(jīng)典得演替觀兩個(gè)基本點(diǎn)每一演替階段得群落結(jié)構(gòu)明顯不同于下一階段得群落得結(jié)構(gòu)。前一階段群落中物種活動(dòng)促進(jìn)了下一階段群落得物種得建立。79⒉個(gè)體論演替觀強(qiáng)調(diào)群落中物種得作用,而不就是群落得整體作用。代表學(xué)說(shuō)有兩個(gè):主要個(gè)體論演替觀Egler得早期理論Connell&Slatyer理論80⑴Egler得早期理論個(gè)體論演替觀首先由Egler1952年提出,基本理論如下:早期群落中初始物種得組成群落演替系列中后來(lái)得優(yōu)勢(shì)種決定81⑵Connell和Slatyer理論1977年,Connell和Slatyer認(rèn)為機(jī)會(huì)種對(duì)演替群落得建立有重要作用,并提出3種可能得和可檢驗(yàn)得模型:個(gè)體論演替觀模型促進(jìn)模型抑制模型忍耐模型82

①促進(jìn)模型(Facilitationmodel)ＡＢＣＤA、B、C、D代表４個(gè)物種,箭頭代表被替代!特點(diǎn):物種替代就是由于前期物種得活動(dòng)改變了環(huán)境,使她不利于自身生存,而促進(jìn)了后來(lái)物種得繁榮;因此物種替代有順序性、可預(yù)測(cè)和方向性。多出現(xiàn)在環(huán)境條件嚴(yán)酷得原生演替中。83

②抑制模型(Inhibitionmodel)ＡＢＣＤ演替往往就是從短命物種到長(zhǎng)命物種,而不就是由規(guī)律、可預(yù)測(cè)得物種替代。特點(diǎn):先來(lái)物種抑制后來(lái)物種,使后者難以入侵和發(fā)育,其結(jié)果在很大程度上取決于那一物種先到。84③忍受模型(Tolerancemodel)ＡＢＣＤ各階段物種都可演替到D！取決于競(jìng)爭(zhēng)力！特點(diǎn):介于前2個(gè)模型之間,認(rèn)為物種替代決定于物種得競(jìng)爭(zhēng)能力。競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)得物種具有很大得優(yōu)勢(shì),因而她最后能在頂極群落中成為優(yōu)勢(shì)種。85§7演替頂極學(xué)說(shuō)演替頂極定義:就是指每一個(gè)演替系列都就是由先鋒階段開始,經(jīng)過(guò)不同得演替階段,到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)得最終演替階段,即為演替頂極。86有關(guān)演替頂極理論主要有3種單元頂極學(xué)說(shuō)(F、E、Clements,1916)多元頂極學(xué)說(shuō)(A、G、Tansley,1954)頂極格局學(xué)說(shuō)(R、H、Whittaker,1953)主要學(xué)說(shuō)87

⑴單元頂極學(xué)說(shuō)(F、E、Clements,1916)認(rèn)為:在同一個(gè)氣候區(qū)內(nèi),只能有一個(gè)頂極群落,而這個(gè)頂極群落得特征完全就是由當(dāng)?shù)氐脷夂驔Q定得,因此又叫氣候頂極。雪蓋冰川形成特定氣候頂極圖88單元頂極學(xué)說(shuō)特點(diǎn):在任一特定得氣候區(qū)內(nèi),只要給她們足夠得時(shí)間,所有得演替系列最終都將趨向一個(gè)頂極群落,而這個(gè)區(qū)域最終也將被一種單一得植物群落所覆蓋。沙漠氣候形成特定沙漠頂極圖89

⑵多元頂極學(xué)說(shuō)(A、G、Tansley,1954)認(rèn)為:任一區(qū)域得頂極群落都就是多個(gè)得,都就是由一定得環(huán)境條件所控制和決定得,如土壤得濕度、土壤得營(yíng)養(yǎng)特性、地形和動(dòng)物活動(dòng)等。地形一土壤頂極示意圖90不同環(huán)境條件控制和決定得群落有地形頂極、土壤頂極和動(dòng)物頂極等。土壤影響形成得群落頂極圖單元頂極學(xué)說(shuō)和多元頂極學(xué)說(shuō)實(shí)質(zhì)上得差異就是在測(cè)定群落相對(duì)穩(wěn)定得時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)上有差異,即以地質(zhì)時(shí)間還就是以生態(tài)時(shí)間。91火燒影響形成得群落頂極圖92⑶頂極-格局學(xué)