群落生态学22009.ppt
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1、1,4. 群落生态学2,普通生态学 湘潭大学环境科与工程系 刘兴旺2009.7,2,普通生态学绪论,1 群落的概念 2 群落的物种组成 3 群落的结构 4 影响群落结构的因素 5 群落的动态 6 群落的分类和排序 7 生物群落的类型,结束,3,1 群落的概念 2 群落的物种组成 3 群落的结构 4 影响群落结构的因素 以上4节见PowerPoint文档 3 群落1,返回,4,5 群落的动态,群落的动态应包括群落内部动态,群落的演替和群落的进化 1 群落的昼夜变化 2 群落的季节动态 3 群落的年变化 4 群落的演替,下屏 返回,5,1 群落的昼夜变化,群落表现昼夜变化 昼夜的物种变化 昼夜的生
2、产力变化 生物生命活动的节律变化 昼夜的面貌变化,上屏 下屏,6,2 群落的季节动态,群落的季节变化是指在环境的季节变化的前提下,群落内各种生物因进化过程中所形成的季节节律性而表现出的变化过程,如 群落外貌的变化(季相) 群落物种的变化,动物的迁徙 群落物种的生活周期的变化,如休眠、萌发等 群落物种的生产力的变化 这种变化的周期性,季节性变化,上屏 下屏,7,3 群落的年变化,群落年变化指在不发生本质变化的前提下群落逐年所表现的在群落生产量、物种成份比、优势种重要程度及群落物质、能量平衡方面所表现的各种波动(fluctuation). 类型:根据变化的形式可划分为3种 1. 不明显波动,变化小
3、 2. 摆动性波动,优势种逐年交替的变化 3. 偏途性波动,主要表现在优势种的变化上,可恢复,上屏 下屏,8,4 群落的演替,群落演替是群落的重要内容,亦多争议 4.1 概念 4.2 控制因素 4.3 基本类型 4.4 顶级及相关概念 4.5 理论争议,上屏 下屏,9,4.1群落演替的概念,概念:指在一定空间内,不同群落随时间变化而逐次替代的过程 例:农田休耕杂草群落灌丛群落森林群落,在这一过程中随植物群落主体的演化,动物群落也在变化 其他名词 群落演替简称演替,有时称为生态演替 本质:任何一个群落在形成的过程中改变了环境,随着自身的发展、繁荣的同时也为自身的退出创造了条件。 趋向,上屏 下屏
4、,10,4.2 控制因素,群落演替的机制研究虽多,但了解仍不充分,控制演替的因素可能多种,如 1. 生物及其繁殖体的活动性,与群落演替过程的关系密切 2. 群落内环境的变化:与优势种的作用关系密切 3. 群落内物种关系,影响群落的发展与变化 4. 群落外界条件的变化影响群落的发展 5. 人为因素:对群落演替的影响巨大,上屏 下屏,11,4.3 基本类型,1 按照时间进程划分演替:世纪/长期/快速演替 2 按照初始条件划分演替 原生演替:开始与原生裸地或芜原(没有植被和植物繁殖体)界面上的群落演替 次生演替:开始于次生裸地或芜原(因自然或人为原因破坏了原来植被造成的裸地,虽无植被但存在植物繁殖体
5、和动物、微生物等)界面上的群落演替 3 按照基质性质划分演替:水生/旱生演替 4 按照控制因素划分演替:内因/外因性演替 5 按照代谢特征划分演替:自养/异养性演替,上屏 下屏,12,4.4 顶级及相关概念,1. 顶级概念 演替最终达到稳定阶段,终点就是顶级,所形成的群落就是顶级群落 顶级或顶级群落有各种类型 2. 相关概念 先锋群落:在演替初始阶段首先侵入演替空间并形成的群落为先锋群落 演替阶段(sere):也成为系列,演替过程中的各群落类型都是演替阶段,上屏 下屏,13,4.5 理论争议,单元顶级论(monoclimax hypothesis) Cowles & Clements等提出,
6、多元顶级论(polyclimax theory) Tansley等提出 顶级-格局假说(climax-pattern hypothesis) Whittaker 提出,上屏 下屏,14,1单元顶级论, 理论争议之二,单元顶级论认为气候是群落演替的最主要因素,其他均是第二位的。 1. 演替就是在一定空间不同群落顺序出现的时间过程,经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段。 2. 稳定阶段的群落是和当地气候调节协调平衡的,就是顶级群落 3. 同一气候区内最终形成的都趋向于中生型生境,形成相对稳定的气候顶级 4. 同一气候内由于地形、土壤、人为等因素差异可能出现不同的稳定群落,称为前顶级,有如
7、下类型 亚顶级:气候顶级前的一个相当稳定的演替阶段 偏途顶级:强烈而频繁的干扰使演替在达到气候顶级前停留在一个相当稳定的阶段,又称分顶级或干扰顶级 前顶级:由于局部气候适宜而产生的优越气候区的顶级 超顶级:由于局部干、热而形成的稳定群落 这些顶级群落只要有足够时间仍能形成气候顶级。,上屏 下屏,15,1单元顶级论之二理论争议之三,Clements 认为演替有一定的方向性。在自然状况下,演替总是向前发展的,而不可能是逆向的。 进展演替(progressive succession) 正向进行的演替,如荒漠草地灌丛森林 逆行演替(regressive succession) 与正常演替顺序相反的演
8、替,常为人类干扰造成如森林灌丛草地荒漠,上屏 下屏,16,2多元顶级论, 理论争议之四,如果群落演替在一个生境中能自行繁衍并达到基本稳定就结束其演替过程达到顶级 在一个气候区域内并不一定汇集于单一的气候顶级 同上,可以形成多种顶级,只要形成的群落基本稳定,与环境形成了较好的协调,就是顶级 其他顶级 土壤顶级、火烧顶级、动物顶级等 形成各种顶级的主导因素可能各不相同,上屏 下屏,17,3顶级-格局假说理论争议之五,多元顶级学说的变型,认为: 1. 在任何区域内,环境因子都在不断变化着,随环境梯度的变化,形成各种类型顶级(气候顶级、土壤顶级、地形顶级、火烧顶级)的连续变化格局 2. 在上述格局中,
9、分布最广且通常位于中心的顶级群落是优势顶级群落,常常是反应当地气候特征的(气候)顶级群落,上屏 下屏,18,4两种演替观之一理论争议之六,经典演替观 每一演替阶段的群落各有区别于另一阶段的特征 每一群落的发生与发展为下一群落的替代创造了条件 个体论演替观 演替后期系列优势种取决于演替初期的初始物种组成 强调个体生活史特征、物种对策以及各种干扰对演替的作用 Connell & Slatyer (1977) 认为机会种对初始建立群落有重要作用,并提出3种可能的可检验的模型。,上屏 下屏,19,4两种演替观之一理论争议之七,演替模型有3种 1. 促进模型:物种替代是先期物种改变了环境条件,使环境不利
10、于自身而利于其他物种的进入和繁盛,演替有顺序和方向性。 2. 抑制模型:先期物种抑制后来物种,因而物种替代无一定的顺序。演替方向取决于那些物种(机会种)先入侵。结局难于预测,非有规律替代。演替决定于物种的个体生活史和物种对策。 3. 忍耐模型:认为演替取决于物种的竞争能力。机会种在决定演替途径上并不重要,有竞争能力的物种可能形成顶极群落的优势种。演替动力是新来物种的入侵还是初始种逐渐减少可能与开始情况有关。,上屏 返回,20,Illustration,Here are the tables and figures in Sec 5.,21,茶隼 鹞 褐鸮 猫头鹰,鼠 小型 岸鼠 短尾鼠 岸鼠
11、小型 鼠 鼩鼱 鸟类 食虫鸟 鼩鼱,昆虫 昆虫,植物 植物,昼,夜,英国橡树林群落的昼夜交替,返回,22,Seasons, a year in a temperate deciduous forest, south Nashville, Tennessee,落叶森林的季节变化,1 外貌变化:春夏秋冬 2 生产力变化 3 物种变化,生命活动的变化,下屏 返回,23,上屏 下屏,24,上屏 下屏,25,上屏 下屏,26,上屏 下屏,27,季节 冬 早春 春 夏 晚夏 秋,月份 11-3 3-4 4-6初 6中-7中 7中-9中 9-10,植物 休眠 春花、 叶未吐 叶盛开 叶极盛 叶苍老 叶落,鸟
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