植物群落原生演替的一般过程
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1 简介群落演替指群落的这种随着时间的推移而发生的有规律的变化。
一片山坡上的丛林可因山崩全部毁坏,暴露出岩石面。
但又可经地衣、苔藓、草类、灌木和乔木等阶段逐步再发育出一片森林,包括重新孕育出土壤。
当一个群落的总初级生产力大于总群落呼吸量,而净初级生产力大于动物摄食、微生物分解以及人类采伐量时,有机物质便要积累。
于是,群落便要增长直达到一个成熟阶段而积累停止、生产与呼吸消耗平衡为止。
这整个过程称为演替(succession),而其最後的成熟阶段称为顶极(climax)。
顶极群落生产力并不最大,但生物量达到极值而净生态系生产量很低或甚至达到零;物种多样性可能最後又有降低,但群落结构最复杂而稳定性趋于最大。
不同于个体发育,群落没有个体那样的基因调节和神经体液的整合作用,演替道路完全决定于物种间的交互作用以及物流、能流的平衡。
因此顶极群落的特征一方面取决于环境条件的限制,一方面依赖于所含物种。
2 一、按演替起始条件划分根据植物群落演替的起始条件即裸地类型可将植物群落演替分为初原生演替(primary succession)与次生演替(secondary succession)1 次生演替次生演替即原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、火山爆发,风灾、人类活动等原因大部消失后所发生的演替。
由其他地方进入或残存的根系、种子等重新生长而发生的。
可认为它是原生演替系列发展途中而出现的。
这种逐渐发生的演替系列称为后成演替系列(subsere)。
简单的说,原生演替就是从没有生命体的一片空地上植被类群的演替,而次生演替是在具有一定植物体的空地上进行的植被演替。
次生演替实例:在某一林区,一片土地上的树木被砍伐后作为农田,种植作物;以后这块农田被废弃,在无外来因素干扰下,就生长出一系列植物群落,并且依次替代。
首先出现的是一年生杂草群落;然后是多年生杂草群落与禾草组成的群落;再后来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。
群落的演替一、引言群落演替是生态学领域的一个重要概念,它描述了一个生态群落从初级阶段到成熟阶段的发展过程。
群落演替是一个动态的、连续的过程,涉及到群落中物种组成、生物量、生产力、物种多样性等方面的变化。
群落演替的研究对于了解生态系统的稳定性、功能和生物多样性具有重要意义。
二、群落演替的类型根据群落演替的起始条件,可以将群落演替分为原生演替和次生演替两种类型。
1.原生演替(1)初级阶段:初级阶段是群落演替的起始阶段,此时裸地上没有生物存在。
初级阶段的特点是土壤贫瘠,缺乏有机质和养分。
(2)先锋物种阶段:在初级阶段之后,一些适应性强、生长速度快的物种开始侵入裸地,形成先锋物种。
先锋物种能够改善土壤质量,为后续物种的侵入提供条件。
(3)草本植物阶段:随着先锋物种的生长和繁殖,草本植物开始侵入裸地,形成草本植物群落。
草本植物具有较强的竞争能力,能够占据更多的生态位。
(4)灌木阶段:草本植物群落逐渐演替为灌木群落。
灌木植物的生长速度较快,具有较强的竞争能力,能够占据更多的生态位。
(5)乔木阶段:灌木群落逐渐演替为乔木群落。
乔木植物的生长速度较慢,但是具有较强的竞争能力和生态位占据能力。
2.次生演替(1)破坏阶段:自然灾害或人为干扰导致原有群落受到破坏,物种组成和生物量发生变化。
(2)恢复阶段:破坏后,群落开始逐渐恢复。
先锋物种侵入,逐渐改善土壤质量,为后续物种的侵入提供条件。
(3)草本植物阶段:随着先锋物种的生长和繁殖,草本植物开始侵入,形成草本植物群落。
(4)灌木阶段:草本植物群落逐渐演替为灌木群落。
(5)乔木阶段:灌木群落逐渐演替为乔木群落。
三、群落演替的影响因素群落演替受到多种因素的影响,包括环境因素、物种相互作用和人为干扰等。
1.环境因素环境因素是影响群落演替的重要因素之一。
环境因素包括气候、土壤、水分等。
不同的环境条件下,群落演替的速度和方向可能会有所不同。
2.物种相互作用物种相互作用是群落演替过程中的关键因素。
娄安如北京师范大学第2节植物群落的演替生态学第6讲植物群落的演替及学说1. 群落演替的概念植物群落的演替(succession)是指在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。
原生裸地(primary bare area)次生裸地(secondary bare area)原生演替(primary succession)次生演替(secondary succession)2. 群落的形成条件植物群落的形成至少需要经过下列三个过程:迁移(migration)定居(ecesis)竞争(competition)美国夏威夷大岛上的活火山美国夏威夷大岛上活火山熔岩冷却后生长的植物美国夏威夷大岛上活火山熔岩冷却后生长的植物3. 演替的类型按演替发生的时间进程分类快速演替长期演替世纪演替按引起演替的主导因素分类群落发生演替(群落发生)内因生态演替或内因动态演替外因生态演替或外因动态演替按基质的性质分类水生基质演替系列旱生基质演替系列刘慎谔教授对演替的分类时间演替空间演替植被类型发生演替按群落代谢特征分类自养性演替异养性演替4. 演替系列水生演替系列(hydrosere)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。
演替系列中的每一个明显的步骤,称其为演替阶段或演替时期。
旱生演替系列(xerosere)地衣植物群落阶段苔藓植物阶段草本植物群落阶段灌木群落阶段乔木群落阶段5. 演替方向进展演替(progressive succession)进展演替是指随着演替的进行,生物群落的结构和种类成分由简单到复杂;群落对环境的利用由不充分到充分利用;群落生产力由低到逐步增高;群落逐渐发展为中生化;生物群落对外界环境的改造逐渐强烈。
逆行演替(regressive succession)逆行演替的进程则与进展演替相反,它导致生物群落结构简单化;不能充分利用环境;生产力逐渐下降;不能充分利用地面;群落旱生化;对外界环境的改造轻微。
森林群落的演替一、裸地(一)裸地概念和类型裸地:即指从来没有植物生长的地段。
裸地通常有极端的环境条件,如极为干旱、潮湿、缺乏有机质等。
分为两种:原生裸地和次生裸地原生裸地;指从来没有生长过植被、或原来生长过植被,但被彻底消灭,连原有植被下的土壤条件均已不存在的地段。
次生裸地:指那些原生植被虽然被消灭,但原有群落下的土壤条件还多少保留着,并且土壤中还多少保留着原来群落某些繁殖体的地段。
(二)裸地形成的原因地形变迁:地形变迁形成的裸地多为原生裸地。
如风积作用形成的沙丘和土堆、重力侵蚀形成的山崩、火山活动形成的熔岩等。
气象因素:气象因素形成的多为次生裸地。
如干旱使水库、河流或湖泊变干、风灾和雪灾引起的植物毁灭等。
生物作用:生物作用形成的一般为次生裸地。
如灾害性昆虫的大发生。
人为影响:人为影响形成的一般为次生裸地。
如砍伐森林、过度放牧、垦荒等。
二、植物群落的形成过程植物群落的形成过程一般包括四个阶段:迁移、定居、竞争和反应等。
迁移:即繁殖体传播到裸地的过程。
繁殖体包括植物的种子、孢子以及能起作用的任何部分(如某些植物地下茎、具无性繁殖能力的枝、干等)。
定居:繁殖体传播到新的地点后,即进入定居过程。
定居包括发芽、生长和繁殖三个环节。
各环节能否顺利完成,取决于物种的生物学特性、生态学特性和定居地的生境条件。
竞争:在一定的地段,由于不同物种的同时入侵或随着个体的增长和繁殖,必然导致营养空间和资源的竞争,结果是适者生存。
反应:通过植物的定居和生长,群落内生物和非生物环境间会不断发生能量转换和物质循环,原来的生境条件会发生相应的变化。
改造的结果往往是不利于早期入侵者的生存,从而为另一些更适应种的进入创造了条件,即另一个群落形成的开始。
三、森林群落的发育从一个群落形成到被另一个群落替代,每一个群落都有一个发育过程。
这个过程可分为三个时期:发育初期、盛期和末期。
发育初期:在发育初期,建群种的良好发育是一个主要标志。
建群种的生长和变化会引起其它种类的生长和个体数量的变化。
1•植物群落原生演替的一般过程从原生裸地上开始的群落演替,即为群落的原生演替。
而且,由顺序发生的一系列群落(演替阶段)组成一个原生演替系列。
一般对原生演替系列的描述,都是采用从岩石表面开始的旱生,和从湖地开始的水生演替。
这是因为岩面和水底代表了两类生境的极端类型,一个极干,一个却为水生环境。
在这样生境上开始的群落演替,其早期阶段的群落中,植物生活型组成几乎到处都是非常近似的。
因此可以把它们作为一种模式来加以描叙。
旱生演替系列:一块光秃的岩石表面,对于植物的生长来说,生境是非常严酷的。
首先,没有土壤,而且,极为干燥,温度的变化幅度也极大。
⑴最先在岩面出现的是地衣植物群落。
在这个演替阶段中,顺序出现壳状地衣-- 叶状地衣-- 枝状地衣。
它们凭借所分泌的有机酸以腐蚀岩面。
其残体也参加到土壤的聚集和水分的含蓄中去。
岩面的生境开始改变。
⑵苔藓植物群落阶段。
在上一阶段地衣植物聚集的少量土壤上,能耐干旱的苔藓植物开始生长,形成群落。
它们具有丛生性,成片密集生长,聚集土壤的能力更强。
土壤、水分条件进一步有所改善。
⑶草本植物群落阶段。
在土壤稍多些的情况下,一些耐旱的草本植物,如蕨类和一年生短命植物相继出现,代替苔藓植物群落。
接着是多年生操植物定居和形成群落。
到了这个阶段,原有岩面的环境已经大大改变:土壤增厚,有了遮荫,减少了蒸发,调节了温、湿度变化,土壤中细菌、真菌和小动物的活动也增加。
生境再也不那么严酷了。
于是创造了木本植物适宜的生活环境。
在森林分布的地区,演替继续向前进行。
⑷木本植物群落阶段。
在草本植物群落中,首先是一些喜光的阳性灌木出现,以后形成灌木群落。
继而,乔木树种生长形成森林。
林下的荫蔽环境,使其他耐荫性的灌木和草本植物种类得以定居,原有的阳性灌木逐渐从森林下消失。
在这个演替系列中,地衣和苔藓植物群落阶段延续的时间最长。
草本植物群落阶段,演替的速度相对地最快。
而后,木本植物群落演替的速度又逐渐减慢,这是由于木本植物生长时期较长所致。
简述群落演替的类型
群落演替的类型:
初生演替
起点:从来未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭了的原生裸地
基本环境条件:无有机质和生命胚胎
主要影响因素:自然因素
举例:沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替
裸岩上发生的演替:裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段
淡水水域里发生的演替:开敞水体→沉水植物阶段→浮叶植物阶段→挺水植物阶段→湿生植物阶段→陆地中生或旱生植物阶段次生演替
次生演替可认为是由原生演替发展途中出现的。
这种逐渐发生的演替系列称为后成演替系列(subsere)。
起点:植被遭受严重破坏后所形成的次生裸地
基本环境条件:有大量有机质和生命胚胎
主要影响因素:自然因素、人类活动
举例:火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替
弃耕的农田上发生的演替:一年生杂草→多年生杂草→灌木丛→乔木林。
植物群落的演替植物群落的演替是指在一定地段一个植物群落被另一个植物群落替代的过程。
演替现象贯穿群落以至植被发展的始终,表现为植被由低级到高级、由简单到复杂的发展过程。
通常釆用的研究植物群落演替的方法是考察一些生境彼此接近但处于不同发展阶段的植被,通过比较植被间的差异来推断植被的发展顺序。
新近形成的裸地一般呈斑块状,由于过分潮湿或过分干燥,或遭受机械干扰,或缺乏养分,对于植物的生长来说常常处于自然界的极端状态。
这些裸地对于植物仅有的有利条件是可以暂时避免生存竞争,因此,迁移能力强、个体矮小的植物首先进入裸地。
经过一段时间的发展,局地小气候以及土壤条件得到改善,最初集聚的植物不能在改善的环境中产生新的籽苗,而改善的环境较适宜区域性的一些植物的幼苗生长。
于是,区域性植物逐渐渗入。
由于新进入的植物比最初集聚的植物一般要大,最后就会超过并抑制它们的先驱者。
这便是植物群落原生演替的概要过程。
对于植物群落演替的理论,科学家对其研究方法和理论本身都存在很大的争议,并且尝试用其他方法进行研究。
尽管如此,对于描述和研究植被的发展,群落演替理论仍然提供了可以采用的概念和思路,并且可以指导实践活动。
最先进入裸地的植物称为先锋植物,形成的最初的群落称为先锋群落。
例如,在江南丘陵地区,新形成的裸地上首先生长的树木是杉树,杉树就是这一地区的先锋树种。
在这一地区新形成的裸地上进行植树造林,宜种植杉树类的先锋树种。
植物群落演替的最终结果(目前已知的)称为顶级群落。
到了顶级群落,群落表现出相对稳定的状态,即群落垂直结构相对稳定,种群结构相对稳定,生物量相对稳定。
据此,对一些地方植被的发展,可实施人为干预。
例如,南京地处亚热带的北部,地带性植被为亚热带常绿阔叶林,但马尾松属于先锋树种。
紫金山风景区植被保护较好,在20世纪80年代,这里仍看到较多长势良好的马尾松,然而,随着群落的自然演替,如今这里阔叶林已接近顶级群落,马尾松较少且长势较差。
群落的演替知识点总结一、群落的定义群落是指在某一地域内由多种不同种类的植物和动物组成的生态系统。
群落中的各种种群能够相互作用、依赖、共生,形成一个相对稳定的生态系统。
群落内的种群之间存在着各种相互作用关系,如竞争、共生、捕食和共存等。
群落的形成和发展是一个动态的过程,它受到许多因素的影响,包括生物性的因素(如植物和动物的依赖关系、竞争关系等)和非生物性的因素(如气候、土壤、地形等)。
因此,群落的形成和演替具有一定的复杂性和多样性。
二、演替的类型根据群落发展的不同阶段和特点,演替可以分为原生演替和次生演替两种类型。
1. 原生演替原生演替是指在没有人为干扰的自然条件下,植物从一个初始的无植被状态逐渐发展演替成为成熟的植被类型的过程。
原生演替的典型代表是以侵袭性植物为主的裸地逐渐演变成林相、草本植被或灌木丛等。
例如,在一个裸露的岩石表面,最初可能是一些青苔、藻类等原生植物先占领,然后逐渐有其他植物种群加入演替,最终形成一个稳定的林相或森林生态系统。
2. 次生演替次生演替是指在原生植被受到一定程度的破坏或干扰后,重新开始演替过程。
次生演替一般由人类活动(如采伐、放牧、农耕等)、自然灾害(如火灾、风灾、水灾等)和动植物活动(如啃食等)等因素引起。
当原有植被遭受破坏后,裸地上会重新出现侵袭性植物,随着时间的推移,植被类型逐渐演替成为新的植被类型。
次生演替的典型代表是在森林火灾后的植被再生过程,破坏后的植被逐渐通过植物的再生和竞争过程,最终形成一个新的植被类型。
三、演替的特点1. 演替是一个渐进的过程演替是一个渐进的过程,从无植被状态到最终稳定的植被类型,演替过程是一个时间跨度较长的过程。
在演替的过程中,植物群落经历了从初级阶段到中期阶段,再到成熟阶段的发展和变化,形成了一个由低度物种丰富度到高度物种丰富度的演替序列。
2. 演替是一个多种群相互作用的过程演替是一个多种群相互作用的过程,植物群落内的不同植物种群之间存在着各种相互作用关系,如竞争、共生、捕食和共存等。
第6章森林群落演替6.1森林群落发生、发育的一般过程6.1.1森林群落发生的进程森林群落的发生一般都具有迁移、定居、竞争、反应这样几个过程,不仅裸露地段的群落发生过程如此,而且在有植被覆盖的地段,一个新的群落的侵入过程也不例外。
6.1.1.1迁移从繁殖体开始传播到新定居的地方为止,这个过程称为迁移。
繁殖体是指植物的种子、孢子以及能起繁殖作用的植物体的任何部分(如某些种的地下茎、具无性繁殖能力的枝和干以及某些种类的叶)。
林木和其它植物的迂移能力决定于繁殖体的构造特征和数量。
风播植物的种实,一般小而轻,或具膜翅、纤毛等。
靠水力传播的种实,多数具有可使种实飘浮的气囊、气室。
某些植物的种实具钩、刺、芒、粘液等,借以附着在动物或人的身上而传播。
有些种实是靠果实成熟时弹裂的力量传播的。
圆球形种实在山坡上可借重力作用滚动而增加传播距离。
风滚型植物的植株呈球形,能够整株随风滚动传播。
还有些具坚硬种皮的种子或可食的浆果,除靠自身重力传播外,还可依靠动物吞食后携带到新地方,随排泄至体外而实现传播。
依靠风、水力和动物传播的,迁移距离往往可以很远;依靠自力传播或以地下茎、匍匐茎向新地段伸延的,距离都比较近。
繁殖体的数量,从另一方面反映了迁移的能力。
繁殖体的巨大数量,不仅能弥补构造上迁移能力的不足,而且是对传播途中所受的损失、定居中生境的严酷以及竞争中处于弱势等因素的有力补偿。
6.1.1.2定居繁殖体迁移到新的地点后,进入定居过程。
定居包括发芽、生长、繁殖三个环节。
各环节能否顺利通过,决定于种的生物学、生态学特征和定居地的生境。
定居能否成功,首先决定于种子的发芽力(率)与发芽的条件,即发芽力保存期的长短,发芽率的高低,繁殖体所处生境中的水、温、空气诸因子的适宜与否和稳定程度。
其次是幼苗的生长状况。
发芽时着生部位的水肥供给条件、温度的高低及变化、动物影响等都直接关系着幼苗的命运。
裸露的土壤表面,有利于种子直接接触土壤并扎根生长;有地被物覆盖的地表(如枯枝落叶层、苔辞层或草被),往往使种子不能直接接触土壤,不利于发芽和扎根生长。
⒈植物群落原生演替的一般过程
从原生裸地上开始的群落演替,即为群落的原生演替。
而且,由顺序发生的一系
列群落(演替阶段)组成一个原生演替系列。
一般对原生演替系列的描述,都是采用
从岩石表面开始的旱生,和从湖地开始的水生演替。
这是因为岩面和水底代表了两类
生境的极端类型,一个极干,一个却为水生环境。
在这样生境上开始的群落演替,其
早期阶段的群落中,植物生活型组成几乎到处都是非常近似的。
因此可以把它们作为
一种模式来加以描叙。
旱生演替系列:一块光秃的岩石表面,对于植物的生长来说,生境是非常严酷的。
首先,没有土壤,而且,极为干燥,温度的变化幅度也极大。
⑴最先在岩面出现的是地衣植物群落。
在这个演替阶段中,顺序出现壳状地衣--叶
状地衣--枝状地衣。
它们凭借所分泌的有机酸以腐蚀岩面。
其残体也参加到土壤的聚集
和水分的含蓄中去。
岩面的生境开始改变。
⑵苔藓植物群落阶段。
在上一阶段地衣植物聚集的少量土壤上,能耐干旱的苔藓
植物开始生长,形成群落。
它们具有丛生性,成片密集生长,聚集土壤的能力更强。
土壤、水分条件进一步有所改善。
⑶草本植物群落阶段。
在土壤稍多些的情况下,一些耐旱的草本植物,如蕨类和
一年生短命植物相继出现,代替苔藓植物群落。
接着是多年生操植物定居和形成群落。
到了这个阶段,原有岩面的环境已经大大改变:土壤增厚,有了遮荫,减少了蒸发,
调节了温、湿度变化,土壤中细菌、真菌和小动物的活动也增加。
生境再也不那么严
酷了。
于是创造了木本植物适宜的生活环境。
在森林分布的地区,演替继续向前进行。
⑷木本植物群落阶段。
在草本植物群落中,首先是一些喜光的阳性灌木出现,以
后形成灌木群落。
继而,乔木树种生长形成森林。
林下的荫蔽环境,使其他耐荫性的
灌木和草本植物种类得以定居,原有的阳性灌木逐渐从森林下消失。
在这个演替系列中,地衣和苔藓植物群落阶段延续的时间最长。
草本植物群落阶
段,演替的速度相对地最快。
而后,木本植物群落演替的速度又逐渐减慢,这是由于
木本植物生长时期较长所致。
水生演替系列:在一般淡水湖泊中,水深4米以下,由于光照和空气的缺乏,就
没有体形较大的绿色植物生长,只有一些浮游生物活动。
由于浮游生物大量的残体堆
积,加上从湖岸上冲刷下来得到矿物质淤积,逐步抬高了湖底。
在水深4米左右,定
居了绿色植物,首先是以轮藻为主的植物群落。
随着湖底的逐步抬高,依次出现下列
群落的演替系列:沉水植物群落阶段(在水深1-3米处,如金鱼藻、狐尾藻、水车前、
苦草等)→ 浮叶根生植物群落阶段(在水深1米以内,如莲、水鳖等)→ 直立水生
植物群落阶段(在水陆交界处,如芦苇、茭白、香蒲等)→ 木本植物群落阶段(主
要是湿生的乔木树种,如杨、柳、梣等)→ 中生森林群落。
水生演替系列实际上是一个植物填平湖沼的过程。
每一阶段的群落都以抬高湖底
而为下一个阶段的群落出现创造条件。
这种演替系列,经常可以在一般的湖沼周围看
到,在不同深度的水生生境中,演替系列中各阶段的植物群落成环带状的分布(见图30)。
随着湖底抬高,它们逐个地向前推进。
上述群落原生性演替,只提供一个群落演替的模式过程。
它反映了群落的演替实
质上是群落的生活型组成和植物环境的更替。
每一个阶段的群落总是比上一阶段群落
结构复杂,高度增大,因此,利用环境更为充分,改变环境的作用更强。
这样,也就
为下一个群落创造条件,使得新的群落得以在原有群落的基础上形成和产生。
这就是说,植物群落的演替,是由于群落内部矛盾的发展所引起的。
植物群落的
发展,引起群落内部环境条件的变化,引起植物成分之间相互关系的变化,这些变化
为新群落的产生创造了条件。
于是新的代替旧的,演替就发生了。
而我们对群落的利
用和改造,很大程度上是在掌握群落演替规律性的基础上进行的。