群落生态学2 课件

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2009.71\n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2\n§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3\n§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4\n1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5\n2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6\n3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7\n4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8\n4.1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9\n4.2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10\n4.3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11\n4.4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12\n4.5理论争议单元顶级论(monoclimaxhypothesis)Cowles&Clements等提出，多元顶级论(polyclimaxtheory)Tansley等提出顶级-格局假说(climax-patternhypothesis)Whittaker提出上屏下屏13\n1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14\n1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(progressivesuccession)正向进行的演替，如荒漠—草地—灌丛—森林逆行演替(regressivesuccession)与正常演替顺序相反的演替，常为人类干扰造成如森林—灌丛—草地—荒漠上屏下屏15\n2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16\n3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，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17\n4两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18\n4两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19\nIllustrationHerearethetablesandfiguresinSec5.20\n茶隼鹞褐鸮猫头鹰鼠小型岸鼠短尾鼠岸鼠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21\nSeasons,ayearinatemperatedeciduousforest,southNashville,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22\n上屏下屏23\n上屏下屏24\n上屏下屏25\n上屏下屏26\n季节冬早春春夏晚夏秋月份11-33-44-6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留鸟冬鸟冬鸟迁去夏鸟迁来营巢繁殖幼鸟游荡迁徙冬鸟迁来昆虫冬休眠蛹将动生长盛高密度极繁盛密度仍高移向越冬点开始冬眠生物群落的季节变化(北半球温带）上屏返回27\n比较内容种数增长速度自养物种数目异养物种数目物种多样性总生物量无生命有机质叶绿素总量食物网(链)总生产量(P)净生产量(Pn)总呼吸量(R)P/R初期顶极快慢增减增稳定(降?)增增增增(不定)简单增(不定)减增>1→0生物群落演替的趋向返回28\n乱石窖裸地无土壤地衣群落土壤0.5cm草本植物群落3-6cm灌木群落6-8cm阔叶林群落针阔混交林群落凹谷地带山坡地带砍伐森林导致逆向演替杂木林群落严重自然灾害如泥石流可能导致逆向演替原生演替，相关逆向演替顶级群落演替系列先锋群落下屏返回29\n裸地弃耕地沙柳+A.agropyron先锋群落第1年内飞蓬↓柏松林第2年紫菀(出现须芒草)↓黑栎林第3年须芒草↓↓栎-山核桃林20年左右牧草+灌丛↓↓100年左右针叶松林↓↓山毛榉-槭树林1000年左右顶极群落栎+山核桃林演替系列原生演替与次生演替特点：过程缓慢过程较迅速上屏下屏30\n异养细菌滴虫肾形虫腹毛虫变形虫草履虫钟虫020406080days2521N/ml×10微生物群落的演替上屏返回31\n优势种土壤微气候土壤湿润土壤过湿土壤干旱正常槭—山毛榉栎—梣栎—山核桃较温暖南美红木—胡桃南美梧桐—南美红木栎—栗较冷榆—梣—栎白云杉—香脂冷杉铁杉—红桦气候—土壤顶极群落(安大略)返回32\n促进模型ABCD抑制模型ABCDABCD耐受模型Connell&Slatyer,1977提出的3种演替模型返回33\n§6群落的分类和排序1群落的分类中国植物群落分类法瑞学派群落分类英美学派群落分类2群落的排序直接排序间接排序下屏返回34\n中国植物群落分类划分3级，植被型(外貌结构和生态地理)，群系，群丛(种类组成)植被型组植被型(一级或二级生活型相似,水热条件一致)植被亚型群系组群系(建群种相同)亚群系群丛组群丛(层片的优势种相同)亚群丛群落的命名：上屏下屏35\nBraun-Blanquet,1928提出植物区系—结构分类系统群丛门群丛纲群丛目群丛属亚群丛属群丛变型亚群丛变型群丛相法瑞植物群落分类上屏下屏36\n上屏下屏Clements&Tansley等提出动态分类系统，对演替系列和顶极提出不同的分类系统英美植物群落分类顶极群落系统演替群落系统群系型演替系列群丛群系演替系列单优种群丛群丛演替系列群丛相单优种群丛演替系列组合群丛相集群组合季相集团层季相层37\n2群落的排序群落排序：对群落调查的样地按照相似度来排序，分析样地之间及其与生境之间的相互关系直接排序，又称直接梯度分析以群落生境或其中某一生态因子（即环境因素）的变化排定样地次序间接排序，又称间接梯度分析以群落中物种出现与否、种的频度、盖度等植物群落本身属性排定群落样地的次序。正分析和逆分析：实体和属性上屏返回38\n§7生物群落的类型1.陆地生物群落影响生物群落格局的因素主要生物群落类型2.淡水生物群落包括湖泊、池塘、河流等群落3.海洋生物群落4.其他返回下屏39\n1.陆地生物群落之一1.1影响陆地生物群落格局的因素⑴纬度：决定太阳辐射量从而影响生物群落分布⑵经度：经度与海陆分布格局有关，决定了陆地受海洋影响不同从而影响群落分布⑶海拔：海拔影响环境温度和降水量，从而影响群落分布⑷其他：其他如地质地理因素，人为因素等都影响着陆地群落的格局上屏下屏40\n1.陆地生物群落之二森林生物群落参见世界森林分布热带雨林群落常绿阔叶林群落落叶阔叶林群落北方针叶林群落草原生物群落参见欧亚草原分布图荒漠生物群落参见草甸，中国荒漠自然条件返回41\n其他生物群落河口盐沼红树林42\n43\n热带雨林—inBorneo44\nTropicalBroadleafEvergreenForest:TheRainforest45\nTemperateBroadleafDeciduousForest46\nTaigaorBorealForest47\nTundra48\n上屏下屏49\nTropicaldryforest—inGalapagosIslandsDuringthewetanddryseasons上屏下屏50\n温带森林美国加利福尼亚上屏下屏51\nThethickbarkofthecorkoakoftheMediterraneanregionprotectsthetreefromfire上屏下屏52\n北美红松林上屏下屏53\nWoodstorageinatemperateforestinAlaska54\n阔叶林，俄国西伯利亚上屏返回55\n返回下屏56\nTemperategrasslandandnativegrazersinN.America上屏下屏57\nTropicalsavannaandgrazersinKenya上屏下屏58\nDomesticcattleonanAfricansavanna上屏返回59\n下屏60\n杜鹃草甸，云南巧家药山，海拔3000m上屏下屏61\n杜鹃灌丛，云南巧家药山，海拔3000m上屏下屏62\nSimilarityamongdesertplants:(a)cactusinNorthAmerica,(b)EuphorbiainAfrica上屏下屏63\nTundralandscapeandcaribouinAlaska上屏下屏64\nMt.Denali（麦金利峰），Alaska上屏返回65\n66\n下屏返回河口Estuaries,盐沼地SaltMarshes,盐沼地SaltMarshes3种群落具有共同特点：河流和海洋或陆地与海洋2种环境的过渡地带盐沼地结构：有潮间带小溪，随潮水盈缩环境条件：光随潮水盈缩而光照周期性变化；温度随空气温度和潮水影响而变化；水运动：随潮水变化；盐分条件，在各地有很大差异；氧气：随潮水运动变化剧烈；生物学条件：盐沼地群落中植物多以草本植物为优势种（在红树林则为木本）。人类影响严重：人类开发导致原来的环境条件的变化，此外就是污染。河口、盐沼地、紅树林67\n紅树林mangroves红树林是一种稀有的木本胎生植物。它生长于陆地与海洋交界带的滩涂浅滩，是陆地向海洋过度的特殊生态系统。调查研究表明，红树林是至今世界上少数几个物种最多样化的生态系之一，生物资源量非常丰富，如广西山口红树林区就有111种大型底栖动物，104种鸟类、133种昆虫。这是因为红树以凋落物的方式，通过食物链转换，为海洋动物提供良好的生长发育环境，同时，由于红树林区内潮沟发达，吸引深水区的动物来到红树林区内觅食栖息，生产繁殖。由于红树林生长于亚热带和温带，并拥有丰富的鸟类食物资源，所以红树林区是候鸟的越冬场和迁徒中转站，更是各种海鸟的觅食栖息，生产繁殖的场所。68\n盐沼群落景观世界盐沼分布红树林的分布上屏下屏69\n70\n71\n红树林在潮湿和水浸的条件下是怎样呼吸的？为了补偿缺乏的氧气，许多红树林便长出能暴露在空气中的根系—我们称之为“气根”或“呼吸根”。72\n红树林是怎样排泄过多的盐分的？看上面这张桐花树叶的照片，有晶体盐粒在上面。在世界上一些地区，红树林将过多的盐分储存到它们的树皮的生长细胞，然后脱落，以直接去除盐分。上屏返回73\n4种间关联种间关联是研究群落中不同物种是否同时出现或是否不同时出现的规律如果2个物种同时出现的概率高于随机期望，则表现正关联；如果低于随机概率，负关联判断，种A与B，在群落中随机选取样方调查A出现＋A未现—小计B出现＋aba+bB未现—cdc+d小计a+cb+dV=(ad-bc)/sqr((a+b)(c+d)(a+c)(b+d)),V值在-1与1之间以统计学X2检验相关系数V的显著性返回74