生物群落的动态精选课件.ppt

关于生物群落的动态第一页，本课件共有49页第一节第一节 群落变化类型群落变化类型l一、波动一、波动l二、演替二、演替第二页，本课件共有49页一、波动一、波动l1.波动：波动：限于群落内部的短期可逆短期可逆的的变化，不产不产生群落的更替现象生群落的更替现象。其逐年的变化方向常常不同，一般不发生新种的定向代替。l2.波动类型波动类型l（1）不明显波动：）不明显波动：群落成员的数量关系变化很数量关系变化很小，群落外貌和结构基本保持不变小，群落外貌和结构基本保持不变。出现在不同年份气象、水文状况差不多。第三页，本课件共有49页（2）摆动性波动）摆动性波动l群落成分在个体数量和生产量方面的短期个体数量和生产量方面的短期变动（变动（1-5年）年），它与群落优势种的逐年它与群落优势种的逐年交替有关交替有关。l干旱时旱生植物如羊茅、针茅占优势，草原旅鼠、社会田鼠繁盛；气温高、降水多，以中性植物占优势，同时喜湿性动物普通田鼠增多。第四页，本课件共有49页（3）偏途性波动）偏途性波动l气候、水分条件的长期偏离而引起一个或几个引起一个或几个优势种明显变更优势种明显变更的结果，通过群落自我调节，通过群落自我调节，还可以回复到接近于原来状态。时期长（还可以回复到接近于原来状态。时期长（5-10年）。年）。l草原看麦娘占优势群落在缺水时转为葡枝毛茛群落占优势，以后又会回复到草原看麦娘群落占优势。第五页，本课件共有49页二、演替二、演替l演替（演替（succession）:是某一地段上一种生是某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。物群落被另一种生物群落所取代的过程。它是群落动态的一个最重要的特征。l演替系列：演替系列：指从生物侵入开始直至顶极群落的整个顺序演变过程。第六页，本课件共有49页Fig.Five stages (a)beach and the foredune vegetation第七页，本课件共有49页Fig.(b)stabilized-dune vegetation第八页，本课件共有49页Fig.(c)shrub zone第九页，本课件共有49页Fig.(d)pine zone第十页，本课件共有49页Fig.Five stages of dune succession(e)oak forest第十一页，本课件共有49页第二节第二节 群落演替的类型群落演替的类型l一、按演替的时间一、按演替的时间：l1.世纪演替世纪演替：延续时间相当长久，一般以地质年代计算。l2.长期演替长期演替：延续达几十年，有时几百年。l3.快速演替：快速演替：延续几年或十几年。第十二页，本课件共有49页二、演替的起始条件二、演替的起始条件l1.1.原生演替（原生演替（primary successionprimary succession）l2.2.次生演替（次生演替（secondary successionsecondary succession）第十三页，本课件共有49页1.原生演替（原生演替（primary succession）：）：l是开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸露地段）上的群落演替。l原生演替系列包括从岩石开始的旱生演替和从湖底开始的水生演替。第十四页，本课件共有49页Primary succession on bare rock in upper Michigan.Primary succession on bare rock in upper Michigan.Primary Terrestrial Succession第十五页，本课件共有49页Primary Terrestrial Succession第十六页，本课件共有49页第十七页，本课件共有49页2.次生演替（次生演替（secondary succession）：）：l是指开始于次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地）上的群落演替。第十八页，本课件共有49页Secondary succession on a plowed,abandoned southeastern farm Secondary succession on a plowed,abandoned southeastern farm field.field.Secondary Terrestrial Succession第十九页，本课件共有49页Secondary Terrestrial Succession第二十页，本课件共有49页第二十一页，本课件共有49页废弃耕地废弃耕地的演替过程的演替过程第二十二页，本课件共有49页三、演替的基质三、演替的基质l1.水生演替：水生演替：演替开始于水生环境中，但一般都发展到陆地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。l2.旱生演替：旱生演替：从干旱缺水的基质开始。如裸露岩石表面上生物群落的形成过程。第二十三页，本课件共有49页1.水生演替：水生演替：l（1）自由飘浮植物阶段：）自由飘浮植物阶段：有机质的聚集靠浮游有机体的死亡残体，以及湖岸雨水冲刷所带来的矿质微粒，导致湖底增高。l（2）沉水植物阶段：）沉水植物阶段：5-7米水深，首先出现轮藻属植物，由于它的生长，湖底有机质积累较快而多，湖底进一步抬高；水深2-4米左右，有金鱼藻、狸藻等出现，繁殖强，垫高湖底。l（3）飘浮植物阶段：）飘浮植物阶段：水深1米左右，睡莲等植物飘浮水面，导致水下的沉水植物得不到光照而被排挤，飘浮植物的茎部的阻碍，更多泥沙沉积下来，湖底抬高，有利于下一阶段植物入侵。第二十四页，本课件共有49页l（4）挺水植物阶段：）挺水植物阶段：水变浅，芦苇、香蒲等个体更大，突出水面，枝叶茂密，根常纠缠绞结，拦截泥沙能力更强，残体也更多，水更浅，使湖底迅速升高。l（5）湿生草本植物：）湿生草本植物：水变成季节性积水，根茎发达的湿生的沼泽植物开始生长。如莎草科、禾本科等一些湿生种类。l（6）疏林阶段：）疏林阶段：耐水湿的灌木、乔木出现，如柳、赤杨。l（7）中生森林：）中生森林：随树木的侵入，形成森林。地下水位降低，大量地被物改变了土壤条件。第二十五页，本课件共有49页2.旱生演替旱生演替l（1）地衣植物阶段：壳状地衣：）地衣植物阶段：壳状地衣：分泌有机酸腐蚀岩石表面，加上岩石风化作用，逐渐形成一些极少量的土壤；叶状地衣：叶状地衣：可含蓄较多的水分，使土壤增加的更快些。叶状地衣把岩石表面遮盖部分，生长枝状地衣枝状地衣。l（2）苔藓植物：）苔藓植物：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。l（3）草本：）草本：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，遮荫，减少蒸发，土壤中真菌、细菌和小动物增多。第二十六页，本课件共有49页l（4）木本植物阶段：）木本植物阶段：喜光的阳性灌木出现，与高草混生形成“高草灌木群落”，以后灌木大量增加，形成优势灌木群落。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。第二十七页，本课件共有49页四、控制演替的主导因素四、控制演替的主导因素l1.内因性演替：内因性演替：群落中生物的生命活动结果首先使它的生境发生改变，然后被改造的生境又反作用于群落本身。如此相互促进，使演替不断向前发展。l2.外因性演替：外因性演替：由于外界环境因素的作用所引起的群落变化。如气候、地貌、土壤、火和人为因素。第二十八页，本课件共有49页五、群落代谢特征五、群落代谢特征l1.自养性演替Autotrophic succession：光合作用所固定的生物量积累越来越多。P/R1。l2.异养性演替Hetrotrophic succession：在有机污染的水体，由于细菌、真菌分解作用强，有机物质是随演替而减少的。P/R1。第二十九页，本课件共有49页六、演替方向六、演替方向l1.进展演替进展演替（progressivesuccession）：群落的演替显示着群落是从先锋群落经过一系列的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程称之为进展演替。l2.逆行演替（逆行演替（retrogressivesuccession）：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落，利用环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地。第三十页，本课件共有49页第三十一页，本课件共有49页第三节第三节 演替顶极学说演替顶极学说l一、单元顶极论（一、单元顶极论（monoclimax theory）美国的）美国的Clements（1916）提出）提出l1.认为一个地区的全部演替都将会聚为一个单一、稳定、成熟的植物群落（即顶极群落：和当地气候条件保持协调和平衡的群落，这个演替的终点为顶极群落）。这种顶极群落的特征只取决于气候只取决于气候。给以充分时间，演替过程和群落造成环境的改变将克服地形位置和母质差异的影响。至少在原则上，在一个气候区域内的所有生境中，最后都将是同一的顶极群落。第三十二页，本课件共有49页l2.2.前顶极前顶极l（1）亚顶极：）亚顶极：达到气候顶极以前的一个相对稳定的演替阶段。l（2）偏途顶极：）偏途顶极：是由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定的群落。l（3）先顶极：）先顶极：在一个特定的气候区域内，由于局部气候条件适宜而产生的较优越气候区的顶极。l（4）超顶极（后顶极）超顶极（后顶极）：在特定的气候区域内，由于局部气候条件差而产生的稳定群落。第三十三页，本课件共有49页l3.在自然状态下，演替总是向前发展的，即为进展演替，而不能是逆行演替。第三十四页，本课件共有49页二、多元顶极论（二、多元顶极论（polyclimax theory）l由英国的A.G.Tansley（1954）提出,认为：l1.如果一个植物群落在一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持稳定，可认为是顶极群落。l2.在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都要汇集于一个共同的气候顶极终点。l3.除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、动物顶极；同时还可存在一些复合型的顶极，如地形-土壤顶极等等。l4.一般在地带性生境上是气候顶极，在别的生境上可能是其他类型的顶极。第三十五页，本课件共有49页三、顶极格局假说（三、顶极格局假说（climax pattern hypothesis）l由美国Whittaker（1953）提出，l1.在任何一个区域内，环境因子是连续不断变化。l2.随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群落，如气候顶极、土壤顶极等，不是截然成离散状态，而是连续变化的，因而形成连续的顶极类型，构成一个顶极连续变顶极连续变化的格局化的格局。l3.格局中分布最广泛的位于格局中心的顶极群落，称为优势顶极，它是最能反映该地区气候特征的顶极群落。第三十六页，本课件共有49页第四节第四节 控制演替的几种主要因素控制演替的几种主要因素l一、植物繁殖体的迁移和动物的活动性一、植物繁殖体的迁移和动物的活动性l迁移：植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件。迁移由繁殖体的构造和数量决定的。l定居：发芽、生长和繁殖第三十七页，本课件共有49页二、群落内部环境的变化二、群落内部环境的变化l群落内部环境的变化是由群落本身的生命活动造成的，与外界环境条件的改变没有直接关系；l有些情况下，使群落内物种生命活动的结果，为自己创造了不良的居住环境，使原来的群落解体，为其他植物的生存提供了有利条件，从而引起演替。第三十八页，本课件共有49页三、种内和种间关系的改变三、种内和种间关系的改变l组成一个群落的物种在其种群内部以及物种之间都存在特定的相互关系。这种关系随着外界环境条件和群落内环境的改变而不断进行调整。第三十九页，本课件共有49页Fig.13.24Tilmansmodelofsuccession第四十页，本课件共有49页四、外界环境条件的变化四、外界环境条件的变化l群落之外的环境条件如气候、地貌、土壤和火等成为引起演替的重要条件。第四十一页，本课件共有49页Fig.The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone National Park.In stage I(0-50 years)after the fire.第四十二页，本课件共有49页Fig.The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone National Park.In stage II,characterized by the maturation of the trees.(50-150 years)第四十三页，本课件共有49页Fig.The four stages of lodgepole pine succession in Yellowstone National Park.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 seedlings germinate and grow.第四十四页，本课件共有49页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.第四十五页，本课件共有49页Fig.Historical pattern of fires in Yellowstone based on Fig.Historical pattern of fires in Yellowstone based on tree-ring data.tree-ring data.第四十六页，本课件共有49页第四十七页，本课件共有49页本章重点本章重点l概念：概念：演替、演替系列、演替顶极l问答：问答：l演替的类型？l影响群落演替的因素？第四十八页，本课件共有49页感谢大家观看第四十九页，本课件共有49页