生态学9群落动态

本图是关于生态学9群落动态的学习笔记，内容包括生物群落的内部动态和生物群落的演替两部分，无论是预习还是复习都可以用。

群落动态

• 生物群落动态：群落内部动态、群落演替、地球上生物群落的进化
• 生物群落的内部动态
  • 包括季节变化（季相）和年际间变化
    • 生物群落的年际变化：是指不同年度之间，生物群落常有的明显变动
  • 波动
    • 只限于群落内部的变化，不产生群落的更替现象的变动称为波 动
    • 特点：群落区系成分的相对稳定性、群落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性。
      • 群落的波动多数是由于群落所在地区气候条件的不规则变动引起
    • 类型
      • 不明显波动：其特点是群落各成员的数量关系变化很小，群落外貌和结构基本保持不变
      • 摆动性波动：其特点是群落成分在个体数量和生产量方面的短期波动(1～5年)，它与群落优势种的逐年交替有关
      • 偏途性波动：这是气候和水分条件的长期偏离而引起一个或几个优势种明显变更的结果
        • 通过群落自我调节可恢复到接近原来的状态。
    • 若干规律
      • 不同的生物群落具有不同的波动性特点
        • 一般说来，木本植物占优势的群落较草本植物占优势的稳定一些；常绿木本群落要比夏绿木本群落稳定一些
      • 在一个群落内部， 稳定度：定性特征(如种类组成、种间关系、分层现象等)>定量特征(如密度、盖度、生物量等)，成熟的群落>发育中的群落
      • 不同气候带内，群落的波动性不同。环境条件越是严酷，群落的波动性越大
• 生物群落的演替
  • 植物群落的演替是指植物群落发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂，一个阶段接着一个阶段、一个群落代替另一个群落的自然演变现象
  • 概念
    • 没有植物生长的地段即为裸地 原生裸地：是指从来没有植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了(包括原来植被下的土壤）的地段； 次生裸地：是指原有植被虽已不存在，但原有植被下的土壤条件基本保留，甚至还有曾经生长在此的种子或其他繁殖体的地段
    • 任何一个群落在其形成过程中，至少要有植物(繁殖体)的传播、植物的定居和植物间的竞争这3个方面的条件和作用
    • 繁 殖 体 的 传 播 过 程 被 称 为 植 物 的 迁 移或入侵
      • 植物的繁殖体主要指孢子、种子、鳞茎、根状茎以及能够繁殖的植物体的任何部分(如某些种类的叶)
      • 繁殖体的传播是群落形成的首要条件，也是植物群落变化和演替的主要基础
    • 只有当一个种的个体在新的地点上能够繁殖时，才能算是定居的过程完成，或者说定居成功
      • 定居就是植物繁殖体到达新地点后，开始发芽、生长和繁殖的过程
    • 随着裸地上首批先锋植物定居的成功，以及后来定居种类和个体数量的增加，裸地上植物个体之间以及种与种之间，便开始了对光、水、营养和空气等空间与营养物质的竞争
      • 一部分植物生长良好，可能发展成为优势种, 而另一些植物则退为伴生种，甚至逐渐消失。最终各物种之间形成了相互制约的关系，从而形成了稳定的群落
  • 类型
    • 演替发生时间进程：快速演替、长期演替、世纪演替
    • 演替发生起始条件：原生演替、次生演替
    • 引起演替的主导因素：群落发生演替(群落发生)、内因生态演替/内因动态演替、外因生态演替/外因动态演替
    • 基质的性质
      • 水生基质演替系列：黏土生演替系列；砂生演替系列；石生演替系列；水生演替系列
      • 旱生基质演替系列：黏土生演替系列；砂生演替系列；石生演替系列
    • 群落代谢特征：自养性演替、异养性演替
    • 群落演替方向：进展演替（群落简单—复杂、不稳定—稳定）、逆行演替（群落结构简单化）、周期性演替
    • 刘慎谔：时间演替、空间演替、植被类型发生演替
  • 演替系列
    • 生物群落的演替过程，从植物的定居开始，到形成稳定的植物群落为止，这个过程叫做演替系列 我们将演替系列中的每一个明显的步骤，称为演替阶段/演替时期
    • 水生演替系列（湖泊填平）：自由漂浮植物阶段、沉水植物阶段、浮叶根生植物阶段、直立水生阶段、湿生草本植物阶段、木本植物阶段
      • 浮叶根生植物使湖底大大变浅，为直立水生植物的出现创造良好条件；直立水生植物（芦苇、香蒲等）逐渐取代浮叶根 生植物。这些植物根茎茂密，常交织一起，使湖底迅速抬升，有时也会形成浮岛
    • 旱生演替系列（植物长满裸地）：地衣植物群落阶段；苔藓植物群落阶段；草本植物群落阶段；灌木植物群落阶段；乔木植物群落阶段
  • 控制演替的几种主要因素
    • 环境不断变化：这种变化包括外界因子的变化以及群落本身对环境作用引起的环境变化
    • 植物繁殖体的散布：植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件
    • 植物间的相互作用：由于群落本身的生命活动造成的群落内部环境发生变化（与外界环境条件的改变没有直接的关系），往往促进演替的进程
    • 群落中新的分类单位不断发生
    • 人类的活动：人对生物群落演替的影响远远超过其他所有自然因子
  • 演替过程的理论模型
    • 经典演替观： ① 每一阶段的群落明显不同于下一阶段的群落； ② 前一阶段群落物种的活动促进了下一阶段物种的建立。
    • 个体论演替观：植被现象依赖于植物个体现象，群落只是种群动态的总和
    • 机会种对开始建立群落有重要作用
      • 3 个模型的共同点： 演替中的先锋种最先出现，它们具有生长快，种子产量大，有较高的扩散能力等特点。这类易扩散和移植的物种一般对相互遮阴和根间竞争的环境是不易适应的，所以3 个模型中，早期进入物种都是比较易于被挤掉的。 3 个模型的区别： 演替的机制（即物种替代的机制）—— 是促进或抑制？还是现存物种对替代种影响不大，演替机制取决于物种间的竞争能力？
      • 促进模型 物种替代是由于先来物种改变了环境条件，反而不利于其自身生存，促进了后 来其他物种的繁荣；因此物种替代有顺序性和方向性，可预测
      • 抑制模型 演替通常是由个体较小、生长较快、寿命较短的种发展为个体较大、生长较慢、寿命较长的种
      • 耐受模型，介于前两者之间 物种替代决定于物种的竞争能力。 后来物种比先定居物种更能忍受较低的资源水平，资源水平下降时取代先定居者
    • 适应对策演替理论：CSR对策模型
      • 次生演替过程中的物种对策格局是有规律的，是可以预测 的。
    • 资源比率理论
      • 一个种在限制性资源比率为某一值时表现为强竞争者，而当限制性资源比率改变时，因为种的竞争能力不同，组成群落的植物种也随之改变
  • 演替顶级学说
    • 演替顶极：指每一个演替系列都是由先锋阶段开始，经过不同的演替阶段，到达中生状态的最终演替阶段
    • 单元顶级论：任何一个特定的气候区，只有一个潜在的顶极群落，不管起始条件多么不同，只要给予充分长的时间，植被总是趋向于减轻极端情况而朝向气候条件决定的唯一的顶极群落（即：气候顶极）发展
      • 在自然状态下，演替方向总是向前发展的，即进展演替，而不可能是逆行演替
    • 多元顶级论：某一气候区域的物理环境远远不是同一的，任何一个地区的顶极群落都不止一种，它们都明显于处于相当平衡的状态下， 最终不一定都汇集于一个共同的气候顶极
      • 除了气候顶极之外，还可以有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时也可以存在复合型顶极，如地形-土壤顶极、火烧-动物顶极等
    • 顶级-格局假说：自然群落是由许多环境因素决定的，在渐变的环境梯度中，顶极群落类型也是连续地逐渐变化，彼此间很难划分开来，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
    • 共同点
      • 三者均承认： 顶极群落是经过单向变化而达到稳定状态的群落；顶极群落在时间上的变化和空间上的分布，都是和生境相适应的
    • 三者不同点
      • 决定因素： 单元顶极论：只有气候才是演替的主要因素，其它因素则是第二位的，但可以阻止群落向气候顶极发展。 多元顶极论&顶极-格局假说：除气候因素外，其它因素也可决定顶极的形成
      • 发展方向： 单元顶极论：在一个气候区内，只要时间允许，所有的群落都将有趋同性的发展，并最终形成气候顶极。 多元顶极论&顶极-格局假说：除气候顶极外，还同时存在其它形式的顶极
      • 存在形式： 单元顶极论&多元顶极论：顶极是一个不连续的独立单位或是一个群落镶嵌体， 顶极-格局假说：强调与生境梯度变化相适应的顶极群落的连续变化和分布的特点