第三部分-群落生態(tài)學(xué)-群落的動(dòng)態(tài)

1、生態(tài)學(xué) (Ecology) 主講人：唐利洲 Email：tanglizhou@163.com Phone: 18687447267,第三部分 群落生態(tài)學(xué)（community ecology）,群落的動(dòng)態(tài),群落的動(dòng)態(tài)應(yīng)包括群落內(nèi)部動(dòng)態(tài)、群落的演替和群落的進(jìn)化 1 群落的季節(jié)動(dòng)態(tài) 2 群落的波動(dòng)——年際動(dòng)態(tài) 3 群

2、落的演替——長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)，群落性質(zhì) 變化,,群落的內(nèi)部動(dòng)態(tài),第一節(jié) 群落的演替概述,一 群落演替的基本概念1 群落演替 (community succession): 一個(gè)群落取代另一個(gè)群落的自然演變現(xiàn)象稱(chēng)群落演替。 多數(shù)群落的演替有一定的方向性，但也有一些群落有周期性的變化，即由一個(gè)類(lèi)型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)類(lèi)型，然后又回到原有的類(lèi)型，稱(chēng)周期性演替，如：石楠→石蕊→熊果→石楠。,演替是群落動(dòng)態(tài)的一個(gè)最重要的特征。

3、 演替導(dǎo)向穩(wěn)定性，是群落生態(tài)學(xué)的一個(gè)首要的和共同的法則，并為自然科學(xué)作出重大貢獻(xiàn)。目前，依然是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的中心課題之一，是解決人類(lèi)現(xiàn)在生態(tài)危機(jī)的基礎(chǔ)，也是恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)。,2 演替系列 (succession sere): 生物群落的演替過(guò)程，從植物的定居開(kāi)始，到形成穩(wěn)定的植物群落為止，這個(gè)過(guò)程所包括的所有群落稱(chēng)演替系列。其中每一個(gè)明顯的步驟稱(chēng)為演替階段或演替時(shí)期。,3 先鋒種和先鋒群落: 在演替過(guò)程中，最早定居下來(lái)的

4、物種稱(chēng)先鋒種；演替過(guò)程中最初形成具在一定結(jié)構(gòu)和功能的群落稱(chēng)先鋒群落。,4 演替頂極(climax)和頂極群落 任何一類(lèi)演替都經(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?chē)h(huán)境取得平衡時(shí)(物種組合穩(wěn)定)，群落演替漸漸變得緩慢，最后的演替系列階段稱(chēng)演替頂極；演替最終的成熟群落稱(chēng)為頂極群落。,頂極群落的種類(lèi)稱(chēng)為頂極種。 頂極種彼此間在發(fā)展起來(lái)的環(huán)境中，很好地互相配合，它們能夠在群落內(nèi)繁殖、更新，而且排斥新的種類(lèi)，

5、特別是可能成為優(yōu)勢(shì)的種類(lèi)在群落中定居。 頂極群落無(wú)論在區(qū)系和結(jié)構(gòu)上，以及它們相互之間的關(guān)系和與環(huán)境相互間的關(guān)系，都趨于穩(wěn)定 。,二 群落演替的一般過(guò)程,1侵移（遷移）：從繁殖體開(kāi)始傳播到新定居的地方為止2 定居：植物在一個(gè)新地區(qū)扎根生長(zhǎng)的全部過(guò)程為定居 3 環(huán)境變化4 競(jìng)爭(zhēng)： “優(yōu)勝劣汰，適者生存” 5 新群落的形成與穩(wěn)定,三 群落演替基本類(lèi)型,1.按照控制因素劃分演替：內(nèi)因/外因性演替2.按照初始條件劃分演替：原生演替

6、/次生演替3.按照基質(zhì)性質(zhì)劃分演替：水生/旱生演替4.按照時(shí)間進(jìn)程劃分演替：世紀(jì)/長(zhǎng)期/快速演替5.按照代謝特征劃分演替：自養(yǎng)/異養(yǎng)性演替6.按照演替方向劃分：進(jìn)展演替/逆行演替/循環(huán)演替,第二節(jié) 原生演替,一 原生裸地與原生演替1 原生裸地 指以前完全沒(méi)有植物的地段，或原來(lái)存在過(guò)植被，但被徹底消滅，甚至植被下的土壤條件也不復(fù)存在。例如：火山噴發(fā)熔巖破壞植被形成的裸地、湖泊等。,2 原生演替發(fā)生在原生裸地上的群落演替過(guò)程

7、。3 原生演替特點(diǎn)：經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)，階段多。,二 原生演替示例(密西根湖邊的)沙丘的原生演替,1 沙丘演替系列,(1) 湖濱和不穩(wěn)定的沙丘植被,,,(2) 穩(wěn)定的沙丘植被,,,(3) 灌叢帶,,,(4) 松樹(shù)林帶,,,(5) 櫟樹(shù)林帶,2 湖濱沙丘原生演替過(guò)程中的 群落特征變化,先鋒物種,,,,旱生物種,固氮物種,云杉群落,研究案例——阿拉斯加 Glacier Bay,頭20年 30年后

8、 40年后 75-100年后,（1）演替過(guò)程中物種多樣性的變化,（2）不同生活型的物種數(shù)量變化不同,（3）演替過(guò)程中土壤厚度增加(0-200a),演替過(guò)程中土壤性質(zhì)發(fā)生改變(0-200a),養(yǎng)分、水分、有機(jī)物增加,演替過(guò)程中土壤性質(zhì)發(fā)生改變(0-200a),土壤磷、pH、土壤容重降低,Odum（1969，1976）認(rèn)為：（1）演替是一個(gè)帶有方向性的有序變化過(guò)程。（2）演替是群落改變物理環(huán)境的結(jié)果，因而可以控制，即“群

9、落控制” ；（3）演替最后走向具有自我平衡性質(zhì)的穩(wěn)態(tài)（頂極群落）。,一 次生裸地與次生演替 （1）次生裸地：植物已被消滅，土壤中仍保留原來(lái)群落中的植物繁殖體的地段。例如森林采伐后的皆伐跡地、開(kāi)墾草原、火災(zāi)和毀滅性的病蟲(chóng)害，都能形成次生裸地。（2）次生演替,第三節(jié) 次生演替,二 次生演替的示例1 棄耕地的演替,一年生 雜草,紫菀,灌木,維吉尼亞松,橡樹(shù)頂級(jí)群落,棄耕地,須芒草,時(shí)間 （年）,2云杉林采伐后的次生演替,

10、3 亞熱帶東部常綠闊葉林的次生演替,4 草地放牧退化演替 （1）放牧對(duì)草地植被與環(huán)境的影響有利影響① 適度放牧能提高生產(chǎn)力葉面積指數(shù)保持在適當(dāng)?shù)乃剑痪哂休^高生產(chǎn)力水平的種類(lèi)優(yōu)勢(shì)度提高；促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)繁殖。,② 放牧有利于加快土壤與植被之間的物質(zhì)循環(huán)。③ 家畜是許多草原植物的義務(wù)傳播者，放牧有利于植物的更新。④ 促進(jìn)牧草春季早日萌動(dòng)。⑤ 防止了地表枯落物的積累。,5 次生演替的特點(diǎn),次生演替是在外力作用下，使原有植物群落解體

11、或消失，直至形成次生裸地，再?gòu)拇紊愕厣现饾u建立新的植物群落，并進(jìn)行群落演替的過(guò)程。,5 次生演替的特點(diǎn)② 當(dāng)外力干擾、破壞作用停止后，次生演替一般是趨向于恢復(fù)到受破壞前的原生群落類(lèi)型。③ 次生演替由于起始點(diǎn)較高（生境條件較好，又有種源），因而建成新的群落并進(jìn)行演替時(shí)的速度都比較快。,次生演替的最初發(fā)生是外界因素的作用所引起的，除耕地撂荒、森林采伐、草原放牧和割草以外，還有火燒、病蟲(chóng)害、嚴(yán)寒、干旱、淹水、冰雹打擊等等，但是，最主要和

12、最大規(guī)模的，是人為的活動(dòng)。 因此，對(duì)于次生演替的研究具有很大的實(shí)際意義。因?yàn)樵诶煤透脑熘脖坏墓ぷ髦?，我們所涉及到的都是次生演替的?wèn)題。,6 次生演替的速度、趨向及所經(jīng)過(guò)的階段 決定于原生植被受到破壞的方式、程度和持續(xù)時(shí)間。認(rèn)識(shí)和分析次生演替，在很大程度上有賴(lài)于對(duì)原生演替的一般了解。,（1）次生演替的速度 在大多數(shù)的次生裸地上還多少保存著原有群落的土壤條件，甚至還保留了原來(lái)群落中某些植物的繁殖體。裸地附近也可能存

13、在著未受破壞的群落。總之，具有一定的土壤條件和種實(shí)來(lái)源。因此，次生演替系列中的各個(gè)階段，演替速度一般都較快。,（2） 次生演替的趨向 一般當(dāng)停止對(duì)次生植物群落繼續(xù)作用時(shí)，次生植物群落的演替，仍然趨向于恢復(fù)到受破壞前原生群落的類(lèi)型。,什么是原生植物群落？ 原生植物群落是與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件長(zhǎng)期適應(yīng)而形成的復(fù)雜整體，因而具有一定的相對(duì)穩(wěn)定性。 例如云杉林就是我國(guó)東北地區(qū)山地，西部和西南地區(qū)亞高山的一種原生植物群落的類(lèi)型；

14、 大針茅草原則是我國(guó)溫帶干燥地區(qū)的一種原生植物群落。 每一個(gè)自然區(qū)域中都有一定的原生群落的類(lèi)型。,次生演替一般趨向于恢復(fù)到原生群落的類(lèi)型，但過(guò)去所有的各種比例不可能完全重復(fù)出現(xiàn)。這就是說(shuō)，復(fù)生后所形成的群落只是在類(lèi)型上和原來(lái)的群落相同，但質(zhì)量上已經(jīng)完全不同了。,（3）次生演替所經(jīng)歷的階段 決定于外界因素作用的方式和作用的持續(xù)時(shí)間。 云杉林采伐，一次就消退到次生裸地階段，但同時(shí)也就很快地開(kāi)始了復(fù)生的過(guò)程。 羊草草原

15、的放牧退化過(guò)程卻是逐漸進(jìn)行的，在消退過(guò)程中的任何一個(gè)階段上，只要停止放牧，停止牲畜繼續(xù)對(duì)群落的影響，群落就從那個(gè)階段開(kāi)始它的復(fù)生過(guò)程。,總之，原生植物群落的復(fù)生是有條件的，這些條件一個(gè)是土壤，一個(gè)是種子來(lái)源。因此，如果原生群落在其整個(gè)分布區(qū)都受到破壞，而且因持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)而破壞得很徹底，那么，雖然氣候條件適宜，但群落的復(fù)生條件已經(jīng)不存在了。,綜上所述，次生植物群落是外界因素，首先是人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的產(chǎn)物。各類(lèi)次生群落的性質(zhì)以及演替特點(diǎn)，至少?zèng)Q