生物群落動態(tài)課件

1、4 第一節(jié)第一節(jié) 生物群落的內(nèi)部動態(tài)生物群落的內(nèi)部動態(tài) 任何生命系統(tǒng)都處于不斷變化中，生物群任何生命系統(tǒng)都處于不斷變化中，生物群落也不例外。動植物的生理活動變化是以落也不例外。動植物的生理活動變化是以 min min、h h和和d d計算的，植物的生長發(fā)育和生產(chǎn)力計算的，植物的生長發(fā)育和生產(chǎn)力則以則以a a計，至于地質(zhì)時期群落的演化則以萬年計，至于地質(zhì)時期群落的演化則以萬年甚至億年計算。按變化持續(xù)時間劃分，群落甚至億年計算。按變化持續(xù)時間劃分，群落動態(tài)類型如下表所示。動態(tài)類型如下表所示。持續(xù)時間持續(xù)時間變化類型舉例變化類型舉例天天蒸騰作用、光合作用等植物生理過程，動物蒸騰作用、光合作用等植物生

2、理過程，動物的晝夜活動節(jié)律的晝夜活動節(jié)律年年植物生長及動物活動的季節(jié)動態(tài)植物生長及動物活動的季節(jié)動態(tài)幾年幾年植物生產(chǎn)力及動物種群的波動植物生產(chǎn)力及動物種群的波動十年到百年十年到百年群落演替群落演替百年到千年百年到千年氣候變化引起的生物地帶界線的移動氣候變化引起的生物地帶界線的移動萬年到億年萬年到億年群落的演化群落的演化群落變化類型群落變化類型波動波動：在不同年度之間，生物群落常有明顯的變動。這種：在不同年度之間，生物群落常有明顯的變動。這種變動也限于群落內(nèi)部的變化，不產(chǎn)生群落的更替現(xiàn)象，一般稱為波動(fluctuation)。波動是可逆的變化，其逐年的變化方向常常不同，一般不發(fā)生新種的定向代替

3、。波動的原因波動的原因l 環(huán)境條件的波動變化環(huán)境條件的波動變化l 生物本身的活動周期生物本身的活動周期l 人為活動的影響人為活動的影響 7 8 雖然群落波動具有可逆性，但這種雖然群落波動具有可逆性，但這種可逆是不完全可逆是不完全的。一個生物群落經(jīng)過波動之后的復(fù)原，通常不是完的。一個生物群落經(jīng)過波動之后的復(fù)原，通常不是完全地恢復(fù)到原來的狀態(tài)，而只是全地恢復(fù)到原來的狀態(tài)，而只是向平衡狀態(tài)靠近向平衡狀態(tài)靠近。群。群落中各種生物生命活動的產(chǎn)物總是有一個積累過程，落中各種生物生命活動的產(chǎn)物總是有一個積累過程，土壤就是這些產(chǎn)物的一個主要積累場所。這種量上的土壤就是這些產(chǎn)物的一個主要積累場所。這種量上的積累

4、到一定程度就會發(fā)生質(zhì)的變化，從而引起群落的積累到一定程度就會發(fā)生質(zhì)的變化，從而引起群落的演替，即群落基本性質(zhì)的改變。演替，即群落基本性質(zhì)的改變。演替基本含義演替基本含義1按照演按照演 替的延續(xù)替的延續(xù)時間劃分時間劃分 2按演替按演替的起始的起始條件劃條件劃分分 3按基質(zhì)按基質(zhì)的性質(zhì)的性質(zhì)劃分劃分4按控制按控制演替的演替的主導(dǎo)因主導(dǎo)因素劃分素劃分5按 群 落按 群 落代 謝 特代 謝 特征劃分征劃分F世紀(jì)演替世紀(jì)演替F長期演替長期演替F快速演替快速演替內(nèi)因性演替內(nèi)因性演替外因性演替外因性演替F水生演替水生演替F旱生演替旱生演替自養(yǎng)性演替自養(yǎng)性演替異養(yǎng)性演替異養(yǎng)性演替F原生演替原生演替F次生演替次

5、生演替演演替替的的類類型型初生演替初生演替E是指在一個是指在一個從來沒有從來沒有被植物覆被植物覆 蓋的地面，或者是原來存在過蓋的地面，或者是原來存在過 植被、但被植被、但被徹底消滅徹底消滅了的地方了的地方 發(fā)生的演替。發(fā)生的演替。例子：沙丘、火山巖、冰川泥上進(jìn)行的演替例子：沙丘、火山巖、冰川泥上進(jìn)行的演替（一）原生演替和次生演替（一）原生演替和次生演替裸巖上的演替裸巖上的演替裸巖階段裸巖階段地衣階段地衣階段苔蘚階段苔蘚階段草本植物階段草本植物階段灌木階段灌木階段森林階段（森林階段（喬木階段喬木階段）過程過程裸巖階段地衣階段苔蘚階段森林階段 在森林階段，群落中還能找到地衣、苔蘚、在森林階段，群落

6、中還能找到地衣、苔蘚、 草本植物和灌木嗎？草本植物和灌木嗎？思考思考 種群演替中，一些種群取代另一些種群通常是種群演替中，一些種群取代另一些種群通常是 “優(yōu)勢取代優(yōu)勢取代”，而非，而非“取而代之取而代之”。特別特別提醒提醒 喬木比灌木在獲取陽光上更具有優(yōu)勢，最終喬木比灌木在獲取陽光上更具有優(yōu)勢，最終形成了森林。樹林的形成進(jìn)一步改善了生物生形成了森林。樹林的形成進(jìn)一步改善了生物生存的環(huán)境，物種進(jìn)一步多樣化，這個階段相對存的環(huán)境，物種進(jìn)一步多樣化，這個階段相對穩(wěn)定。穩(wěn)定。ABCD雜草雜草 多年生雜草多年生雜草小灌木小灌木灌木林灌木林樹林樹林棄耕農(nóng)田上的演替棄耕農(nóng)田上的演替 內(nèi)蒙古大草原為什么沒有演

7、替為樹林？內(nèi)蒙古大草原為什么沒有演替為樹林？思考思考在干旱的荒漠上很難形成一年生一年生27 29一個池塘的演替。植被由邊緣向池塘中心推進(jìn)，最終，池塘將被完全充滿，形成一個沼澤或林地。水生演替30水生演替河南農(nóng)業(yè)大學(xué) (WMZ) 參考資料來自各文獻(xiàn) 2022-2-15 31黃河入?？邳S河入海口(挺水植物階段挺水植物階段)河南農(nóng)業(yè)大學(xué) (WMZ) 參考資料來自各文獻(xiàn) 2022-2-15 32黃河入?？邳S河入?？?濕生植物階段濕生植物階段)河南農(nóng)業(yè)大學(xué) (WMZ) 參考資料來自各文獻(xiàn) 2022-2-15 33黃河入?？邳S河入?？?濕生灌木階段濕生灌木階段)河南農(nóng)業(yè)大學(xué) (WMZ) 參考資料來自各文獻(xiàn)

8、 2022-2-15 34黃河入?？邳S河入?？?濕生灌木木本階段濕生灌木木本階段)河南農(nóng)業(yè)大學(xué) (WMZ) 參考資料來自各文獻(xiàn) 2022-2-15 35黃河入海口黃河入?？?濕生木本階段濕生木本階段)河南農(nóng)業(yè)大學(xué) (WMZ) 參考資料來自各文獻(xiàn) 2022-2-15 36黃河入海口黃河入?？?各系列各系列)40 progressive successionprogressive succession）regressive successionregressive succession）42 3人為活動431 植物繁殖體的遷移、散布和動物的活動性 植物繁殖體的遷移和散布是群落演替的先決條件。 定居

9、：當(dāng)一個種在新地點(diǎn)能繁殖時，定居才算成功。 動物在植物群落中取食、營巢、繁殖。當(dāng)群落環(huán)境不適宜生存時，它們便遷移出去另找新的合適生境；同時，又會有一些新動物種類遷入。442 群落內(nèi)部環(huán)境的變化 物種生命活動 不同物種對環(huán)境的改造作用如云杉林采伐跡地，群落內(nèi)光照由強(qiáng)到弱、溫度由不穩(wěn)定到較穩(wěn)定，演替過程為：喜光草本-闊葉樹-云杉喜光草本為喜光闊葉樹定居創(chuàng)造了條件。喜光闊葉樹郁閉時，喜光草本被抑制。當(dāng)云杉伸出群落上層并郁閉時，喜光闊葉樹種讓位于云杉。453 種內(nèi)、種間關(guān)系的改變?nèi)郝鋬?nèi)外環(huán)境改變，種內(nèi)及種間關(guān)系變化。強(qiáng)競爭力種群充分發(fā)展，弱競爭力種群逐步縮小，或被排擠出群落。如尚未發(fā)育成熟的群落。成熟

10、、穩(wěn)定群落受外界條件刺激時，種間關(guān)系也會重新調(diào)整，使群落特性或多或少地改變。464 外界環(huán)境條件的變化 氣候：決定群落外貌、分布、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)力，是誘發(fā)演替的重要因素。 地形：大規(guī)模地殼運(yùn)動可毀滅地表生物，使演替從頭開始。小范圍地形變化也可改造一個生物群落。 土壤理化特性：影響植物、土壤動物和微生物生活及其相互關(guān)系。 火：誘發(fā)演替的重要因子。形成大面積次生裸地；促進(jìn)耐火種，抑制不耐火種。475 人類的活動對生物群落演替的作用遠(yuǎn)大于其他自然因子。人類活動有意識、有目的，對自然環(huán)境中的生態(tài)關(guān)系有促進(jìn)、抑制、改造和重建等不同作用。 火燒、砍伐森林、開墾土地等，都可改變?nèi)郝涿婷病?經(jīng)營、撫育森林、管理草

11、原、治理沙漠，使群落演替按照不同于自然的途徑進(jìn)行。 建立人工群落，人為控制演替方向和速度。48 10.2.5 演替的機(jī)制演替的機(jī)制 經(jīng)典的經(jīng)典的 演替觀演替觀 個體論個體論 演替觀演替觀 .49（1）經(jīng)典的演替觀）經(jīng)典的演替觀A.每一演替階段的群落明顯不同于下一階段的群落。B.前一階段群落中物種的活動促進(jìn)下一階段物種的建立。50（2）個體演替觀）個體演替觀 提出了3種可能的和可檢驗的模型，即： 1. 促進(jìn)模型促進(jìn)模型(facilitation model) 2. 抑制模型抑制模型(inhibition model) 3. 忍受模型忍受模型(tolerance model)三類模型的共同點(diǎn)是三類

12、模型的共同點(diǎn)是 ： 演替中的先鋒物種最先出現(xiàn)，它們具有生長演替中的先鋒物種最先出現(xiàn)，它們具有生長快，種子產(chǎn)量大，有較高的擴(kuò)散能力等特點(diǎn)。這快，種子產(chǎn)量大，有較高的擴(kuò)散能力等特點(diǎn)。這類易擴(kuò)散和移植的物種一般對相互遮蔭和根間競類易擴(kuò)散和移植的物種一般對相互遮蔭和根間競爭的環(huán)境是不易適應(yīng)的，所以在三種模型中，早爭的環(huán)境是不易適應(yīng)的，所以在三種模型中，早期進(jìn)入物種都是比較易于被擠掉的。期進(jìn)入物種都是比較易于被擠掉的。 上述三種模型的區(qū)別表明上述三種模型的區(qū)別表明 重要的是演替的機(jī)制，即物種替代的機(jī)制，是重要的是演替的機(jī)制，即物種替代的機(jī)制，是促進(jìn)？抑制？還是現(xiàn)存物種對替代影響不大？而促進(jìn)？抑制？還是現(xiàn)

13、存物種對替代影響不大？而演替機(jī)制決定于物種間的競爭能力。演替機(jī)制決定于物種間的競爭能力。 1，適應(yīng)對策演替理論適應(yīng)對策演替理論（Adapting strategy theory） R對策種，適應(yīng)于臨時性資源豐富的環(huán)境；對策種，適應(yīng)于臨時性資源豐富的環(huán)境；C對策種，生存于資源一直處于豐富狀態(tài)下的生對策種，生存于資源一直處于豐富狀態(tài)下的生境中，競爭力強(qiáng)，稱為競爭種；境中，競爭力強(qiáng)，稱為競爭種；S對策種，適用對策種，適用于資源貧瘠的生境，忍耐惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)，叫于資源貧瘠的生境，忍耐惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)，叫做耐脅迫種。做耐脅迫種。Grime（1988）提出，）提出，RCS對策對策模型反映了某一地點(diǎn)某一時

14、刻存在的植被是脅迫模型反映了某一地點(diǎn)某一時刻存在的植被是脅迫強(qiáng)度、干擾和競爭之間平衡的結(jié)果。該學(xué)說認(rèn)為，強(qiáng)度、干擾和競爭之間平衡的結(jié)果。該學(xué)說認(rèn)為，次生演替過程中的物種對策格局是有規(guī)律的，是次生演替過程中的物種對策格局是有規(guī)律的，是可以預(yù)測的。一般情況下，先鋒種為可以預(yù)測的。一般情況下，先鋒種為R對策，演對策，演替中期的多為替中期的多為C對策，而頂級群落中的種則多為對策，而頂級群落中的種則多為S對策種。對策種。 2，資源比率理論資源比率理論（Resource ratio hypothesis） 該理論認(rèn)為，一個種在限制性資源比率為某該理論認(rèn)為，一個種在限制性資源比率為某一值時表現(xiàn)為強(qiáng)競爭者，而

15、當(dāng)限制性資源比率改一值時表現(xiàn)為強(qiáng)競爭者，而當(dāng)限制性資源比率改變時，因為種的競爭能力不同，組成群落的植物變時，因為種的競爭能力不同，組成群落的植物種也隨之改變。因此，演替是通過資源的變化而種也隨之改變。因此，演替是通過資源的變化而引起競爭關(guān)系變化而實現(xiàn)的。引起競爭關(guān)系變化而實現(xiàn)的。 3，等級演替理論等級演替理論 （Hierarchical succession theory） 該理論包含有三個層次；第一是演替的一般該理論包含有三個層次；第一是演替的一般性原因。即裸地的可利用性，物種對裸地利用能性原因。即裸地的可利用性，物種對裸地利用能力的差異，物種對不同裸地的適應(yīng)能力；第二是力的差異，物種對不同

16、裸地的適應(yīng)能力；第二是將以上的基本原因分解為不同的生態(tài)過程，比如將以上的基本原因分解為不同的生態(tài)過程，比如裸地可利用性決定于干擾的頻率和程度，種對裸裸地可利用性決定于干擾的頻率和程度，種對裸地的利用能力決定于種的繁殖體生產(chǎn)力、傳播能地的利用能力決定于種的繁殖體生產(chǎn)力、傳播能力、萌發(fā)和生長能力等；第三個層次是最詳細(xì)的力、萌發(fā)和生長能力等；第三個層次是最詳細(xì)的機(jī)制水平，包括立地機(jī)制水平，包括立地種的因素和行為及其相種的因素和行為及其相互作用，這些相互作用是演替的本質(zhì)。互作用，這些相互作用是演替的本質(zhì)。 可定居的空間可定居的空間只有演替初期只有演替初期物種能定居物種能定居所有生長到成體所有生長到成體

17、的物種能定居的物種能定居定居的首批物種改變環(huán)境定居的首批物種改變環(huán)境環(huán)境不適于早期物種環(huán)境不適于早期物種但較適于后期物種但較適于后期物種，早期物種被淘汰，早期物種被淘汰環(huán)境較不適于早期物種，環(huán)境較不適于早期物種，但對于后期物種，既非但對于后期物種，既非較適宜，又非較不適宜較適宜，又非較不適宜環(huán)境不適于所有環(huán)境不適于所有物種物種最后存留的物種是不最后存留的物種是不再使環(huán)境有利于其它再使環(huán)境有利于其它物種物種最后存留的物種能夠耐受最后存留的物種能夠耐受早期物種產(chǎn)生的環(huán)境變化早期物種產(chǎn)生的環(huán)境變化，而其它物種無法耐受，而其它物種無法耐受最后存留的物種阻最后存留的物種阻止其它物種侵入，止其它物種侵入，直到受到干擾為止直到受到干擾為止干擾破壞頂極階段干擾破壞頂極階段演替開始演替開始促進(jìn)促進(jìn)耐受耐受抑制抑制頂極頂極頂極頂極頂極頂極60 61 偏途頂極（分頂極、干擾頂極）：由一種強(qiáng)烈偏途頂極（分頂極、干擾頂極）：由一種強(qiáng)烈而頻繁的干擾因素所引起的相對穩(wěn)定群落。而頻繁的干擾因素所