生命圈中的生命系统.ppt

第六节 生物群落的演替,什么叫演替演替的类型 研究群落演替的意义,本节聚焦,问题探讨:,1883，8、27 喀拉喀托火山爆发，爆炸声是有史以来最响亮的声音 岩浆所到之处生物全部死亡，成了一片祼地。,几年后长出小草，出现一种蜘蛛,再后来动、植物逐渐增多，形成小树林。,问题探讨,2.火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中，有些物种可能会绝灭；在恢复过程中外来新物种可能会进入。群落结构因此而发生了变化，一般不能恢复原来的群落结构。,对群落的“动态发展观”,群落也是一个动态的开放的生命系统。由于气候变迁、洪水、火烧、山崩、动物的活动和植物繁殖体的迁移散布，以及因群落本身的活动改变了内部环境等自然原因，或者由于人类活动的结果，使群落发生根本性质的变化的现象也是普遍存在的。随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。,例如，在某一林区，一片土地上的树木被砍伐后辟为农田，种植作物；以后这块农田被废弃，在无外来因素干扰下，就发育出一系列植物群落，并且依次替代。首先出现的是一年生杂草群落；然后是多年生杂类草与禾草组成的群落；再后是灌木群落和乔木的出现，直到一片森林再度形成，替代现象基本结束。在这里，原来的森林群落被农业植物群落所代替，就其发生原因而论是一种人为演替。此后，在撩荒地上一系列天然植物群落相继出现，主要是由于植物之间和植物与环境之间的相互作用，以及这种相互作用的不断变化而引起的自然演替过程。,演替的类型,初级演替在一个起初没有生命的地方开始发生的演替，叫做初级演替。例如，在从来没有生长过任何植物的裸地、裸岩或沙丘上开始的演替，就是初级演替。次级演替 在原来有生物群落存在，后来由于各种原因使原有群落消亡或受到严重破坏的地方开始的演替，叫做次级演替。例如火烧演替、弃耕演替、放牧演替就是次级演替。,发生在裸岩上的演替,裸岩上的演替,裸岩阶段,思考与讨论,1、光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而是地衣？2、地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能够取代地衣？3、在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？,因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。,通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累起了有机物，这为苔藓的生长提供了条件。而苔藓生长后，由于其植株高于地衣能获得更多的阳光，处于优势地位，其结果是逐渐取代了地衣。,能找到这些植物。在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指优势取代，而不是“取而代之”。形成森林后，乔木占据了优势，取代了灌木的优势，但在森林中各种类型的植物都是存在的。,弃耕农田,一年生、多年生杂草,小灌木、灌木林,乔木,农田被弃耕以后，很快就会长满一年生的杂草。在杂草的覆盖下，土壤条件得到改善，一些多年生的杂草会接种而至。土壤表层有机物质逐渐增多，保水能力也逐渐增强，这将更有利于植物的生长，几年后，一些小灌木便会生长起来，并成为灌木丛。在经过一段时间，乔木开始出现，高大的乔木占据了更多的空间，灌木逐渐减少，乔木逐渐成为森林。,次生演替,原生演替和次生演替的区别,湖泊的群落演替图,裸底阶段,浮叶根生植物阶段,挺水植物和沼泽植物阶段,沉水植物阶段,从一个湖泊的演替过程可以看出，水生演替系列实际上是湖泊池塘填平的过程，这个过程是从湖泊池塘的边缘向中央水面逐渐推进的。因此有时我们可以在离岸不同距离的地方看到处于同一演替系列中不同阶段的几个群落，这些群落都为围绕着湖中心呈环状分布。,研究群落演替的意义,在自然界里，群落的演替是普遍现象，而且是有一定规律的。人们掌握了这种规律，就能根据现有情况来预测群落的未来，从而正确的掌握群落的动向，使之朝着有利于人类的方向发展。,随着演替的进行，组成群落的生物种类和数量会不断发生变化。演替过程只要不遭到人类的破坏和各种自然力的干扰，其总的趋势是会导致物种多样性的增加，直到达到顶极群落为止。,研究群落演替的意义,自然群落的发展变化是一个有序的过程，是有规律地向着一个方向发展并达到一个相对稳定的状态，因而群落的发展是能够预见的。,生物群落演替理论,单元顶极论多元顶极论顶极-格局假说,生物群落演替理论-单元顶极论,任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应及稳定六个阶段。到达稳定阶段的群落，就是和当地气候条件保持协调和平衡的群落，这就是演替的终点，这个终点就称为演替顶极。,Clements,前顶级,亚顶极偏途顶极先顶极后顶极,内蒙古典型草原气候顶级是针茅草原，但松厚土壤上的羊草草原是针茅草原之前出现的一个比较稳定的阶段，即亚顶极。,美国东部的气候顶级是夏绿阔叶林，但因常受火烧而长期保留在松林阶段。,草原气候区域内，在较湿润的地方出现的森林群落即先顶极。,草原区内出现的荒漠植被片段。,单元顶级论,生物群落演替理论-单元顶级论,单元顶极论认为：在同一个气候区内，无论演替初期的条件多么不同，最终都能形成一个与当地气候条件保持协调和平衡的演替顶极，包括气候顶极和前顶极。只有气候才是演替的决定因素，其他因素都是第二位的，无论那种类型的前顶极，如果给予足够的时间，都可能发展为气候顶极。,Clements,生物群落演替理论-多元顶极论,在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点。共同点：（1）都是经过单向变化而达到稳定状态的群落；（2）顶极级群落在时间和空间上与生境相适应；,Tansley,不同点：（1）单元顶极论认为，只有气候才是演替的决定因素，其他因素都是第二位的，但可以阻止群落向气候顶极发展；多元顶极论则认为，除气候外其他因素也可以决定顶极的形成。（2）单元顶极论认为，在一个气候区域内，所有群落都有趋同性的发展，最终形成气候顶极，而多元顶极论不认为所有群落最后都趋于一个顶极,生物群落演替理论-顶极-格局假说,在任何一个区域，环境因子都是连续不断地变化的。随着环境梯度的改变，各种类型的顶极群落，如气候顶极、土壤顶极、地形顶极等，不是截然呈离散状态而是连续的，因而形成连续的顶极类型，构成一个顶级群落连续变化的格局。优势顶极,Whittaker,生物群落演替的制约因素,1.植物繁殖体的迁移、散布、和动物的活动性,2.群落内部环境的变化,3.种内和种间关系的改变,4.外界环境条件的变化,5.人类对生物群落演替的影响,放火烧山，砍伐森林，开垦土地等，都可以使生物群落改变面貌；还可以经营、抚育森林，管理草原，治理沙漠，使群落演替按照不同于自然的轨迹进行。也可以建造人工群落，使群落演替的方向和速度置于人为控制之下。,群落演替的内外因素,例1在气候条件合适的条件下，从裸露的岩石开始的原生演替的完整过程是（）（A）地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段、森林阶段（B）草本植物阶段、灌木阶段、地衣阶段、苔藓阶段、森林阶段（C）地衣阶段、灌木阶段、森林阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、（D）森林阶段、灌木阶段、草本植物阶段、地衣阶段、苔藓阶段、,析与解 原生演替是在从未有过生物或有过生物生长却被彻底消灭的原生裸地中发生的生物演替。从岩石表面开始的群落演替为原生演替。陆地植物的原生演替过程大致经过地衣植物群落、苔藓植物群落、草本植物群落和木本植物群落阶段。地衣、苔藓两个阶段与环境之间的关系主要表现在土壤的形成和积累方面，对小气候的影响还很不显著。草本植物群落阶段土壤继续增加，小气候也开始形成。同时土壤微生物和小型土壤动物的活力增强，植物的根系可深入到岩石缝隙，因此环境条件得到了大大的改善，为一些木本植物的生长创造了条件。到了森林群落阶段，演替速度又开始减慢。,A,2.一个湖泊经历了一系列的演替阶段后，可演变为一个森林。在演替过程中首先出现的是（）A沼泽 B湿地 C草原 D森林,A,水生演替系列自由漂浮植物阶段（浮游生物残体、湖岸雨水带来的泥沙，湖底抬高）沉水植物群落阶段（轮藻属首先在湖底裸地上生长，加快有机物的积累）浮叶根生植物群落阶段（湖底变浅，出现浮叶根生植物，如莲。）挺水植物群落阶段（水体继续变浅，出现挺水植物，如芦苇。）湿生草本植物阶段（湖底露出地面，挺水植物被草本植物替代）木本植物阶段（水分继续蒸发，出现木本植物）,3.哪一项演替属于原生演替（）A从湖底开始的水生演替 B草原的放牧演替C农田弃耕后的恢复演替 D砍伐森林的恢复演替 4.下列哪项不是群落演替的趋势（）A.生物种类越来越多 B.种间关系越来越复杂 C.有些物种可能灭绝D.生物种类越来越少,A,D,个体 空间特征 种群密度（样方法 标志重捕法）种群 概念 特征 数量特征 出生率和死亡率 年龄组成（增长型 稳定型 衰退型）性别比例 遗传特征 数量增长规律（J型曲线 S型曲线）（数学模型）群落 群落的概念 物种丰富度 群落的构成 群落中的种间关系（互利共生 竞争 捕食 寄生）群落的结构（垂直结构 水平结构）生态位 概念和类型 群落的演替 内部因素 影响因素 外界因素（人为因素）,