《生物群落的動態(tài)》課件

3.4生物群落的動態(tài)

3.4.1生物群落的內(nèi)部動態(tài)1.群落的季節(jié)動態(tài)2.群落的年際變化在不同年度之間，生物群落內(nèi)部常有明顯的變動，通常稱為波動。1）不明顯波動群落成員的數(shù)量關(guān)系變化很小，群落外貌和結(jié)構(gòu)基本保持不變。2）擺動性波動群落成分在個體數(shù)量和生產(chǎn)量方面的短期變動(1～5年)。3）偏途性波動氣候和水分條件長期偏離正常狀況而引起，波動的時期可能較長(5～10年)。1編輯ppt3.4生物群落的動態(tài)

3.4.1生物群落的內(nèi)部注意：雖然群落波動具有可逆性，但這種可逆是不完全的。一個生物群落經(jīng)過波動之后的復(fù)原,通常不是完全地恢復(fù)到原來的狀態(tài)，而只是向平衡狀態(tài)靠近。量變積累達到一定程度有可能發(fā)生質(zhì)變，從而引起群落基本性質(zhì)的變動，導(dǎo)致群落的演替。2編輯ppt注意：2編輯ppt3.4.2生物群落的演替生物群落演替指某一地段上一個群落被另一群落所取代的過程，是質(zhì)的變化過程。3編輯ppt3.4.2生物群落的演替生物群落演替指某一地段上一個1.控制群落演替的主要因素(1)植物繁殖體的遷移、散布和動物的遷移活動(2)群落內(nèi)部環(huán)境的變化(3)種內(nèi)和種間關(guān)系的改變(4)外界環(huán)境條件的改變(5)人類的活動4編輯ppt1.控制群落演替的主要因素4編輯ppt(1)植物繁殖體的遷移、散布和動物的遷移活動群落演替的先決條件是生物的遷移、散布、定居和繁衍。植物群落的性質(zhì)發(fā)生變化的時候，居住在其中的動物群落也作適當(dāng)調(diào)整。(2)群落內(nèi)部環(huán)境的變化有些情況下，群落內(nèi)物種生命活動的結(jié)果，造成了不利于自身的生存環(huán)境，以致原有的群落解體,而為其他生物的生存提供了有利條件，從而引起演替(3)種內(nèi)和種間關(guān)系的改變?nèi)郝鋬?nèi)部生物種內(nèi)和種間直接或間接的相互作用、相互影響，它們的關(guān)系隨著外部環(huán)境條件和群落內(nèi)環(huán)境的改變而不斷地變化、調(diào)整。5編輯ppt(1)植物繁殖體的遷移、散布和動物的遷移活動5編輯p(4)外界環(huán)境條件的改變?nèi)郝渲獾沫h(huán)境條件諸如氣候、地貌、土壤和火等因素?？沙蔀橐鹧萏娴闹匾獥l件。凡是與群落發(fā)育有關(guān)的直接或間接生態(tài)因子都可成為演替的外部因素。(5)人類的活動目前人類活動的影響，作用巨大而迅速。如人為火燒、采伐森林、開墾土地等，經(jīng)營、撫育森林，管理草原，治理沙漠等。6編輯ppt(4)外界環(huán)境條件的改變6編輯ppt2.演替的基本類型按照演替發(fā)生的時間進程：世紀演替長期演替快速演替按照演替發(fā)生的起始條件：原生演替次生演替按照基質(zhì)的性質(zhì)：水生演替旱生演替按照控制演替的主導(dǎo)因素：內(nèi)因性演替外因性演替按群落代謝特征可劃分為：自養(yǎng)性演替異養(yǎng)性演替7編輯ppt2.演替的基本類型7編輯ppt3.演替系列（successionalseries）生物群落的演替過程，從植物定居開始，到形成穩(wěn)定的植物群落為止，該過程中依次出現(xiàn)的群落序列叫做演替系列。演替系列中的每一個明顯的步驟，稱為演替階段或演替時期。8編輯ppt3.演替系列（successionalseries）8編（1）水生演替系列1）自由漂浮植物階段2）沉水植物階段3）浮葉根生植物階段4）直立水生植物階段5）濕生草本植物階段6）木本植物階段水生演替系列就是湖泊填平的過程。演替過程是從湖泊的周圍向湖泊中央循序發(fā)生的。在從湖岸到湖心的不同距離處，容易觀察到演替系列中不同階段群落環(huán)帶的分布。9編輯ppt（1）水生演替系列9編輯ppt（2）旱生演替系列1）地衣植物群落階段2）苔蘚植物群落階段3）草本植物群落階段4）灌木群落階段5）喬木群落階段在旱生演替系列中，地衣和苔蘚植物階段所需時間最長，草本植物群落到灌木階段所需時間較短。而到了森林階段，演替的速度又開始放慢。10編輯ppt（2）旱生演替系列10編輯ppt4.演替實例第一個實例是美國密執(zhí)安湖沙丘上群落的演替。這是一種原生演替。第二個實例是美國東南部農(nóng)田棄耕后的恢復(fù)演替,這是一種次生演替。第三個實例是珊瑚礁演替,這是一種海洋中定居動物群落演替。11編輯ppt4.演替實例11編輯ppt5.演替頂極任何一類群落演替都經(jīng)歷遷移、定居、群聚、競爭、反應(yīng)、穩(wěn)定6個階段，到達穩(wěn)定階段的群落，這是演替的終點，這個終點就稱為演替頂極。演替頂極理論主要有三種：單元頂極論、多元頂極論和頂極-格局假說。12編輯ppt5.演替頂極12編輯ppt（1）單元頂極論（monoclimaxhypothesis）在同一氣候區(qū)內(nèi)，無論演替初期的條件多么不同，群落總是趨向于減輕極端情況而朝向頂極方向發(fā)展，從而使得生境適合于更多的生物生長。演替初始的先鋒群落可能極不相同，但演替過程中群落間的差異會逐漸縮小，逐漸趨向一致，最終均會發(fā)展成為一個穩(wěn)定的氣候頂極群落。在一個氣候區(qū)內(nèi)，除了氣候頂極群落之外，還會出現(xiàn)一些由于地形、土壤或人為等因素所決定的穩(wěn)定群落。為了和氣候頂極群落相區(qū)別，可將它們統(tǒng)稱為前頂極階段。13編輯ppt（1）單元頂極論（monoclimaxhypothesis前頂極的類型：亞頂極指氣候頂極階段以前的一個相當(dāng)穩(wěn)定的演替階段。如內(nèi)蒙古高原的羊草草原是大針茅草原的亞頂極階段。偏途頂極也稱干擾頂極。由強烈而頻繁的干擾因素所引起的相對穩(wěn)定的群落。如在美國東部因常遭火燒而長期保留的松林階段。預(yù)頂極也稱先頂極。由于局部氣候比較適宜而產(chǎn)生的一種穩(wěn)定群落。如草原氣候區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的森林群落。超頂極也稱后頂極。由于局部氣候條件較差而產(chǎn)生的穩(wěn)定群落，如草原區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的荒漠植被片段。14編輯ppt前頂極的類型：14編輯ppt無論哪種形式的前頂極，如果時間足夠的話，都能夠發(fā)展為氣候頂極。在自然狀態(tài)下，總是表現(xiàn)為進展演替，而不可能是后退的逆行演替。15編輯ppt無論哪種形式的前頂極，如果時間足夠的話，都能夠發(fā)展為氣候頂極（2）多元頂極論一個區(qū)域的頂極植被可以由幾種不同類型的頂極群落鑲嵌而成，而每一種類型的頂極群落都是由一定的環(huán)境條件所控制和決定的。只要一個群落在某種生境中基本達到穩(wěn)定，能自我維持并結(jié)束了它的演替過程，就可認定為是頂極群落。如土壤演替頂極、地形演替頂極、火燒演替頂極、動物演替頂極等類型。同時還可存在一些復(fù)合型的頂極，如地形-土壤頂極和火燒-動物頂極等等。在同一氣候區(qū)域內(nèi)，可以有多個頂極群落同時存在，這種頂極群落的鑲嵌體是由相應(yīng)的生境鑲嵌所決定的。16編輯ppt（2）多元頂極論16編輯ppt單元頂極論與多元頂極論的異同點：相同點：①都承認頂極群落是經(jīng)過單向變化而達到穩(wěn)定狀態(tài)的群落；②頂極群落在時間上的變化和空間上的分布，都是和生境相適應(yīng)的。不同點：①單元頂極論認為，只有氣候才是演替的決定因素，其他因素都是第二位的；多元頂級論則認為，除氣候以外的其他因素，也可以決定頂極群落的形成；②單元頂極論認為，在一個氣候區(qū)域內(nèi)，所有群落都有趨同性的發(fā)展，最終到達氣候頂極；而多元頂極論不認為所有群落最后都會趨于一個頂極。17編輯ppt單元頂極論與多元頂極論的異同點：17編輯ppt（3）頂極型理論多元頂極論的一個變型，也稱格局頂極理論。一個自然群落是對各種環(huán)境因素（如氣候、土壤、生物因素、火和風(fēng)等）的整個格局發(fā)生適應(yīng)。強調(diào)各個頂極群落類型的連續(xù)性，這些群落類型沿著環(huán)境梯度逐漸變化，難以明確地把各個頂極群落類型劃分開來。18編輯ppt（3）頂極型理論18編輯ppt頂極群落具有如下特征：①群落中的種群處于穩(wěn)定狀態(tài)；②達到演替趨向的最大值，即群落總呼吸量與總第一性生產(chǎn)量的比值接近1；③與生境的協(xié)同性高；④不同干擾形式和時間所導(dǎo)致的不同演替系列都向類似的頂極群落匯聚；⑤在同一區(qū)域內(nèi)具最大的中生性；⑥占有發(fā)育最成熟的土壤；⑦在一個氣候區(qū)內(nèi)最占優(yōu)勢。19編輯ppt頂極群落具有如下特征：19編輯ppt6.兩種演替觀經(jīng)典的演替觀：①每一演替階段的群落明顯不同于下一階段的群落；②前一階段群落中物種的活動促進了下一階段物種的建立。個體論演替觀：強調(diào)個體生活史特征、物種對策、以種群為中心和各種干擾對演替的作用。20編輯ppt6.兩種演替觀20編輯ppt三類演替模型：1）促進模型物種替代是由于先來物種改變了環(huán)境條件，使它不利于自身的生存，而促進了后來物種的繁榮，因此物種替代有順序性、可預(yù)測性和具方向性。2）抑制模型演替通常是由個體較小、生長較快、壽命較短的種發(fā)展為個體較大、生長較慢、壽命較長的種。替代過程是種間的，而不是群落間的，演替系列是連續(xù)的而不是離散的。3）耐受模型早期演替物種先鋒種的存在并不重要，任何種都可以開始演替。演替靠物種的侵入和原來定居物種的逐漸減少而進行，主要取決于初始條件。21編輯ppt三類演替模型：21編輯ppt三類模型的共同點：演替過程中先鋒物種最先出現(xiàn)，它們具有生長快、種子產(chǎn)量大、有較高的擴散能力等特點。這類易擴散和移植的物種一般對相互遮陰和根間競爭的環(huán)境是不易適應(yīng)的，早期進入物種都是比較易于被擠掉的。三類模型的區(qū)別：演替的機制即物種替代的機制是促進還是抑制，或是現(xiàn)存物種對替代影響不大，而演替機制取決于物種間的競爭能力。22編輯ppt三類模型的共同點：演替過程中先鋒物種最先出現(xiàn)，它們具有生長快3.5生物群落的分類與排序分類的實質(zhì)都是對所研究的群落按其屬性數(shù)據(jù)所反映的相似或相異關(guān)系而進行分組，使同組的群落盡量相似，不同組的群落盡量相異，通過分類，揭示群落內(nèi)在的特征及其形成條件之間的相互關(guān)系。植物群落的分類分為人為分類和自然分類兩種。人為分類是人們依據(jù)群落的個別特征或某些實用價值而進行的分類；自然分類主要依據(jù)群落的親緣關(guān)系及其綜合特征而進行的分類。3.5.1群落的分類23編輯ppt3.5生物群落的分類與排序分類的實質(zhì)都是對所研究的群落1.我國植物群落的分類(1)分類原則及系統(tǒng)群落生態(tài)原則，即以群落本身的綜合特征作為分類依據(jù)，群落的種類組成、外貌和結(jié)構(gòu)、地理分布、動態(tài)演替及其生態(tài)環(huán)境特征等在不同的等級中均作了相應(yīng)的反映。24編輯ppt1.我國植物群落的分類24編輯ppt分類系統(tǒng)：植被型組（vegetationtypegroup）

植被型（vegetationtype）植被亞型（vegetationsubtype）群系組（formationgroup）

群系（formation）亞群系（subformation）群叢組（associationgroup）

群叢（association）亞群叢（subassociation）25編輯ppt分類系統(tǒng)：25編輯ppt(2)各分類單位的依據(jù)1)植被型組凡建群種生活型相近而且群落外貌相似的植物群落聯(lián)合為植被型組。如針葉林、闊葉林、灌叢和草灌叢、草原、荒漠、凍原等。2)植被型在植被型組內(nèi)，把建群種生活型相同或相似，同時對水熱條件的生態(tài)關(guān)系一致的植物群落聯(lián)合為植被型，如寒溫性針葉林、暖性針葉林或夏綠闊葉林、常綠闊葉林等。3)植被亞型在植被型內(nèi)根據(jù)優(yōu)勢層片或指示層片的差異來劃分。這種層片結(jié)構(gòu)的差異一般是由于氣候亞帶的差異或地貌、基質(zhì)條件的差異而引起的。例如，溫帶草原可分為3個亞型：草甸草原（半濕潤）、典型草原（半干旱）和荒漠草原（干旱）。26編輯ppt(2)各分類單位的依據(jù)26編輯ppt4)群系組根據(jù)建群種親緣關(guān)系接近（同屬或相近屬）、生活型近似或生境相近而劃分。如草甸草原植被亞型可分為叢生禾草草甸草原、根莖禾草草甸草原和雜類草草甸草原。5)群系凡是建群種或共建種相同的植物群落聯(lián)合為群系。如大針茅群系、落葉松群系、羊草群系、紅砂荒漠群系等。如落葉松、白樺混交林。6)亞群系在生態(tài)幅比較廣的群系內(nèi)，依據(jù)次優(yōu)勢層片及其反映的生境條件的差異而劃分亞群系。如羊草草原群系可劃出：羊草+中生雜類草（也稱羊草草甸草原）。27編輯ppt4)群系組根據(jù)建群種親緣關(guān)系接近（同屬或相近屬）、生7)群叢組凡是層片結(jié)構(gòu)相似，且優(yōu)勢層片與次優(yōu)勢層片的優(yōu)勢種或共優(yōu)種相同的植物群落聯(lián)合為群叢組。如在羊草+叢生禾草亞群系中，羊草+大針茅和羊草+叢生小禾草草原。8)群叢凡是層片結(jié)構(gòu)相同，各層片的優(yōu)勢種或共優(yōu)種相同的植物群落聯(lián)合為群叢。如羊草+大針茅+黃囊苔草原和羊草+大針茅+紅柴胡草原。9)亞群叢在群叢范圍內(nèi)，由于生態(tài)條件的某些差異，或因發(fā)育年齡的差異，往往不可避免地在區(qū)系成分、層片配置、動態(tài)變化等方面出現(xiàn)若干細微的變化。28編輯ppt7)群叢組凡是層片結(jié)構(gòu)相似，且優(yōu)勢層片與次優(yōu)勢層片的中國植被共分為10個植被型組、29個植被型、560多個群系，群叢則不計其數(shù)。10個植被型組為：針葉林、闊葉林、灌叢和灌草叢、草原和稀樹干草原、荒漠（包括肉質(zhì)刺灌叢）、凍原、高山稀疏植被、草甸、沼澤、水生植被。29個植被型為：寒溫性針葉林、溫性針葉林、溫性針闊葉混交林、暖溫性針葉林、熱性針葉林、落葉闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、常綠闊葉林、硬葉常綠闊葉林、季雨林、雨林、珊瑚島常綠林、紅樹林、竹林、常綠針葉灌叢、常綠草葉灌叢、落葉闊葉灌叢、常綠闊葉灌叢、灌草叢、草原、稀樹干草原、荒漠、肉質(zhì)刺灌叢、高山凍原、高山墊狀植物、高山流石灘稀釋植被、草甸、沼澤、水生植被。29編輯ppt中國植被共分為10個植被型組、29個植被型、560多個群系，(3)植物群落的命名我國習(xí)慣采用聯(lián)名法，即將各個層中的建群種或優(yōu)勢種和生態(tài)指示種的學(xué)名按順序排列，并在前面冠以Ass.，不同層之間的優(yōu)勢種以“-”相連，如Ass.Larixgmelinii-Rhododendrondauricum-Pyrolaincarnata(即落葉松-興安杜鵑-紅花鹿蹄草群叢)。如果某一層具共優(yōu)種，這時可用“+”相連，如Ass.Larixgmelini-Rhododendrondahurica-Phyrolaincarnata+Carexsp.。30編輯ppt(3)植物群落的命名30編輯ppt3.英美學(xué)派的分類美國FGDC植被分類系統(tǒng)。該分類系統(tǒng)所遵循的原則是：大面積適用；與土地覆蓋其他分類系統(tǒng)相一致；分類單位界限明確；是動態(tài)系統(tǒng)，能容納附加信息；為等級系統(tǒng)，高級單位反映少量的一般類型，較低級單位反映大量的詳細類型；高級分類單位以外貌（生活型、蓋度、結(jié)構(gòu)、葉型）為劃分基礎(chǔ)，低級分類單位以實際種類組成為劃分依據(jù)，數(shù)據(jù)必須用標準取樣法由野外獲取。31編輯ppt3.英美學(xué)派的分類31編輯ppt4.群落的數(shù)量分類一般過程：首先將生物概念數(shù)量化，包括分類運算單位的確定、屬性的編碼及原始數(shù)據(jù)的標準化等；然后以數(shù)學(xué)方法實現(xiàn)分類運算，如相似系數(shù)計算（包括距離系數(shù)、信息系數(shù)）、聚類分析、信息分類、模糊分類等，其共同點是把相似的單位歸在一起，而把性質(zhì)不同的群落分開。32編輯ppt4.群落的數(shù)量分類32編輯ppt3.5.2生物群落的排序1.排序的概念排序，就是把一個地區(qū)內(nèi)所調(diào)查的群落樣地，按照相似度來排定位序,從而分析各樣地之間及其與周圍生境之間的相互關(guān)系。按屬性去排序?qū)嶓w叫正分析或叫Q分析。按實體去排序?qū)傩越心娣治龌蚪蠷分析。33編輯ppt3.5.2生物群落的排序1.排序的概念33編輯ppt排序方法可分為兩類：利用環(huán)境因素的排序稱為直接排序，又稱為直接梯度分析或者梯度分析，即以群落生境或其中某一生態(tài)因子的變化，排定樣地生境的位序；利用群落本身屬性(如種的出現(xiàn)與否，種的頻度、蓋度等)排定群落樣地的位序，稱為間接排序，又稱間接梯度分析或