生态学山西师范大学.ppt

1演替的方向性演替的方向性2演替的速度演替的速度3演替的效应（逆行和顺行）演替的效应（逆行和顺行）二、群落演替特征二、群落演替特征三 演替的一般过程1 裸地形成（原生或裸生）2 生物侵移、定居和繁殖3 环境变化（自发和异发）4 物种竞争5 相对稳定和平衡。Primary Terrestrial SuccessionSecondary Terrestrial Succession苔藓植物阶段：苔藓植物阶段：在干旱时进入休眠，待到温和多雨时，大量生长。能在干旱时进入休眠，待到温和多雨时，大量生长。能积累的土壤更多些，为以后生长的植物创造条件积累的土壤更多些，为以后生长的植物创造条件。苔藓植物阶段：苔藓植物阶段：在干旱时进入休眠，待到温和多雨时，大量生长。能积累的在干旱时进入休眠，待到温和多雨时，大量生长。能积累的土壤更多些，为以后生长的植物创造条件土壤更多些，为以后生长的植物创造条件 草本植物阶段：草本植物阶段：蕨类、一年生、二年生植物，低小耐旱种，取代苔藓植物，蕨类、一年生、二年生植物，低小耐旱种，取代苔藓植物，土壤增加，小气候形成，多年生草本出现。使土壤增厚，遮土壤增加，小气候形成，多年生草本出现。使土壤增厚，遮荫，减少蒸发，土壤中真菌、细菌和小动物增多荫，减少蒸发，土壤中真菌、细菌和小动物增多 灌木群落阶段：灌木群落阶段：喜光的阳性灌木出现，与高草混生形成喜光的阳性灌木出现，与高草混生形成“高草灌木高草灌木群落群落”，以后灌木大量增加，形成优势灌木群落，以后灌木大量增加，形成优势灌木群落 乔木群落阶段：乔木群落阶段：阳性乔木树种生长，逐渐形成森林，林下形成荫蔽阳性乔木树种生长，逐渐形成森林，林下形成荫蔽环境使耐荫树种定居，随着耐荫种的增加，阳性树环境使耐荫树种定居，随着耐荫种的增加，阳性树种在林内不能更新而逐渐从群落消失。林下生长耐种在林内不能更新而逐渐从群落消失。林下生长耐荫的灌木和草本植物复合的森林群落形成荫的灌木和草本植物复合的森林群落形成。旱生演替旱生演替过过程是：程是：土壤土壤不断形成和不断形成和积积累的累的过过程，程，环环境境由旱生由旱生变为变为中生。中生。壳状地衣壳状地衣叶状地衣叶状地衣枝状地衣枝状地衣蕨类植物蕨类植物苔藓植物苔藓植物一年草本一年草本多年草本多年草本灌木植物灌木植物乔木植物乔木植物岩石岩石一个完整的自然演替过程一个完整的自然演替过程Fig.The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone National Park.In stage I(0-50 years)after the fire.In stage II,characterized by the maturation of the trees.(50-150 years)In stage III.As some of the trees in Stage II begin to die,Stage III begins.Trees mature and weaken,and many are killed by bark beetles.Light reaches the forest floor,and seeds germinate and seedlings grow.Fig.Stage IV begins after approximately 250 years.Lodgepoles are reaching their maximum life span and death are common.This stage is very vulnerable to fire.水生演替水生演替过过程是：程是：通常是从湖沼的周通常是从湖沼的周围围向湖沼的中向湖沼的中心填平的心填平的过过程。程。环环境境由由水生水生变为变为中生中生。Fig.Five stages (a)beach and the foredune vegetationFig.(b)stabilized-dune vegetationFig.(c)shrub zoneFig.(d)pine zoneFig.Five stages of dune succession(e)oak forest原生演替的原生演替的特点特点是：是：速度慢；速度慢；趋趋向形成新群落；向形成新群落；经历经历的的阶阶段相段相对较对较多。多。常绿阔叶林的次生演替常绿阔叶林的次生演替 次生次生灌草灌草丛丛 针针叶林叶林（或其它先（或其它先锋锋群落）群落）以以针针叶叶树为树为主的主的针阔针阔叶混交林叶混交林 以阳性以阳性阔阔叶叶树为树为主的主的针阔针阔叶混交林叶混交林 以阳性以阳性阔阔叶植物叶植物为为主的主的常常绿阔绿阔叶林叶林 以中生植物以中生植物为为主的主的常常绿阔绿阔叶林叶林云杉林的采伐演替云杉林的采伐演替采伐迹地采伐迹地阶阶段段：杂杂草群落草群落:喜光的禾本科、莎草科等。喜光的禾本科、莎草科等。小叶小叶树树种种阶阶段段：阔阔叶叶树树群落：喜光的群落：喜光的桦桦、山、山杨杨、桤桤木等。木等。云杉定居云杉定居阶阶段段：云杉云杉树树群落：郁群落：郁闭环闭环境适宜云杉、境适宜云杉、冷杉等幼苗生冷杉等幼苗生长长，30年左右，云杉年左右，云杉进进入第二入第二层层。云杉恢复云杉恢复阶阶段段：云杉林：云杉林：50年左右，云杉年左右，云杉进进入上入上层层林冠。淘汰了喜光林冠。淘汰了喜光阔阔叶叶树树种，形种，形成了云杉林。成了云杉林。次生演替的次生演替的特点特点是：是：速度快；速度快；趋趋向于恢复原生群落；向于恢复原生群落；经历经历的的阶阶段相段相对较对较少。少。第三节第三节 演替的顶级学说演替的顶级学说一一 单元顶极假说单元顶极假说（monoclimax theory）美国的美国的Clements（1916）提出，）提出，认为认为一个地区的全部演替都将会聚一个地区的全部演替都将会聚为为一个一个单单一、一、稳稳定、成熟的植物群落定、成熟的植物群落或或顶顶极群落。极群落。这这种种顶顶极群落的特征只极群落的特征只取决于气候取决于气候。二、多元顶极理论二、多元顶极理论（polyclimax theory）由英国的（由英国的（19541954）提出。）提出。如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作是顶极繁殖并结束它的演替过程，就可看作是顶极群落群落。除了。除了气候顶极气候顶极之外，还可有土壤顶极、之外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时还可地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时还可存在一些复合型的顶极，如地形存在一些复合型的顶极，如地形-土壤和火土壤和火烧烧-动物顶极等等。动物顶极等等。三、三、顶极顶极-格局假说格局假说（climax pattern hypothesis）美国美国Whittaker（1953）提出。）提出。随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群落，如气候顶极、土壤顶极、地形顶极、火烧顶极等，不是截然呈离散状态，而是连续变化的，因而形成连续的顶极类型，构成一个顶极群落连续变化的格局。在这个格局中，分布最广泛且通常位于格局中心的顶极群落，叫做优势顶极，它是最能反映该地区气候特征的顶极群落，相当于单元顶极论的气候顶极。单元顶级理论和多元顶级理论单元顶级理论和多元顶级理论的异同点的异同点相同点相同点：都承：都承认顶级认顶级群落是群落是经过单经过单向向变变化而达到化而达到稳稳定状定状态态的群落；而的群落；而顶级顶级群落在群落在时间时间上的上的变变化和空化和空间间上上的分布，都是和生境相适的分布，都是和生境相适应应的。的。1）单单元元论论认为认为，只有气候才是演替的决，只有气候才是演替的决定因素，其它因素都是第二位的，但定因素，其它因素都是第二位的，但是可以阻止群落向气候是可以阻止群落向气候顶级发顶级发展；而展；而多元多元论论则认为则认为，除气候以外的其它因，除气候以外的其它因素，也可以决定素，也可以决定顶级顶级的形成。的形成。2）单单元理元理论论认为认为，在一个气候区域内，在一个气候区域内，所有群落都有所有群落都有趋趋同性的同性的发发展，最展，最终终形形成气候成气候顶级顶级；而；而多元多元论论不不认为认为群落最群落最后都会后都会趋趋于一个于一个顶级顶级。不同点不同点第四节第四节 群落演替与功能过程群落演替与功能过程 一、去除植被的影响：蒸腾作用消失；生一、去除植被的影响：蒸腾作用消失；生物地球化学循环变化；土壤侵蚀加剧。物地球化学循环变化；土壤侵蚀加剧。二、植被恢复过程二、植被恢复过程三、生物调节的恢复三、生物调节的恢复四、群落的发展与稳态四、群落的发展与稳态五、关于生态系统发展模型的讨论五、关于生态系统发展模型的讨论1 最大生物量2 p/r比值3 种的多样性4 生态对策5 生物地球化学循环6 抗干扰能力第五节第五节 控制演替的几种主要因素控制演替的几种主要因素一、一、环环境不断境不断变变化化由群落本身的生命活由群落本身的生命活动动往往把往往把环环境改造境改造成不利于自身的居住成不利于自身的居住环环境，使原来的境，使原来的群落解体，群落解体，为为其他植物的生存提供了其他植物的生存提供了有利条件，从而引起演替。有利条件，从而引起演替。二、植物繁殖体的散布二、植物繁殖体的散布指植物繁殖体本身不断指植物繁殖体本身不断进进行繁殖和迁移行繁殖和迁移的的过过程。程。三、种内和种间关系的改变三、种内和种间关系的改变组组成一个群落的物种在其内部以及物成一个群落的物种在其内部以及物种之种之间间都存在特定的相互关系，都存在特定的相互关系，这这种关系随着外部种关系随着外部环环境条件和群落内境条件和群落内环环境的改境的改变变而不断地加以而不断地加以调调整。整。四、外部环境条件的改变四、外部环境条件的改变主要是气候、地貌、大主要是气候、地貌、大规规模的地壳模的地壳运运动动（冰川、地震、火山等）、（冰川、地震、火山等）、小范小范围围的地貌的地貌变变化（洪水、滑坡化（洪水、滑坡等）以及火灾等常可成等）以及火灾等常可成为为引起演引起演替的重要条件。替的重要条件。五、人类的活动五、人类的活动 人人类类活活动动的影响的影响远远远远超超过过自然因子，特自然因子，特别别是人是人类类的的放火放火烧烧山、砍伐森林、开山、砍伐森林、开垦垦土地等。土地等。第六节两种不同的演替观第六节两种不同的演替观一、经典的演替观：一、经典的演替观：每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落；落；前一阶段物种的活动促进了下一阶段物种的建前一阶段物种的活动促进了下一阶段物种的建立；立；反对观点反对观点大量埋在土中的种子，有些可存活百年以上；大量埋在土中的种子，有些可存活百年以上；许多演替早期物种抑制后来物种的发展；许多演替早期物种抑制后来物种的发展；第六节第六节 有关演替的理论有关演替的理论（一）促进作用理论：（一）促进作用理论：Clements（1936）提出，）提出，先来物种改先来物种改变环境，不利于自身生存，有利于后变环境，不利于自身生存，有利于后来物种生存；演替有序，可预测。来物种生存；演替有序，可预测。二、二、个体演替观个体演替观F.E.Egler（1954）提出。）提出。先来物种抑制后来物种侵入，演替先来物种抑制后来物种侵入，演替变成难于预测；变成难于预测；（二）抑制作用理论抑制作用理论（3）忍耐作用理论）忍耐作用理论Conell和和Slatyer于于1977年提出。年提出。竞争力强的物种成为顶级群落的优势种；竞争力强的物种成为顶级群落的优势种；三种模型的区别：物种替代的机制决三种模型的区别：物种替代的机制决定于物种间竞争力的大小。定于物种间竞争力的大小。三种模型的联系：早期都出现先锋物种，三种模型的联系：早期都出现先锋物种，但很容易被排斥。但很容易被排斥。谢谢！