第七章植物群落的动态
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第七章 植物群落的 动态
主要内容
植物群落变化类型 演替的概念及类型 演替的顶极理论 控制演替的几种重要因素 两种不同的演替观
第一节 植物群落变化类型
植物群落的动态（dynamics）指生物群 落的种类组成、结构、功能过程随时间 变化的过程与规律。
以时间长短而言，有短期、中期、长期；
时间类型 持续时间 天
Primary Terrestrial Succession
云南大学生命科学学院 彭明春 江望高
10
Secondary Terrestrial Succession
云南大学生命科学火学院烧演彭明替春、江弃望高耕地演替、放牧演替等 11
演替过程中动物随群落而变化
12
四、演替类型
划分依据 1、延续时间
一、演替（succession）的概念
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。
二、演替的特征
群落演替是有一定方向、具有一定规律的，随时间而 变化的有序过程。
演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间 上的不可逆变化
2、起始条件
3、基质
4、主导因素
5、代谢特征 6、演替趋向
演替类型的划分
代表人物
世纪演替、长期演替 快速演替
L.G.Ramensky 1938
原生演替、次生演替
F.E.Clements 1916等
水生演替、旱生演替
C.F.Cooper, 1913
内因性演替、外因性演替
V.N.Sukachev, 1942,1945
在一个群落内部，许多定性特征（如种类组成、种间关系、 分层现象等）较定量特征（如密度、盖度、生物量等）稳 定一些；成熟的群落较之发育中的群落稳定。
不同气候带的群落波动性不同
如：北方较湿润的草甸草原地上生物量的年变率为20%； 典型草原达40%；干旱的荒漠草原则达50%
波动的不完全可逆性
第二节 植物群落的演替
自养性演替、异养性演替 进展演替、 逆行演替
世纪演替(>1000a)
长期演替(200a)
快速演替(几年或十几年)
演替发生的起点——裸地
原生演替(primary succession)
原生裸地：指以前完全没有植物的地段，或原来存在 过植被，但被彻底消灭，甚至植被下的土壤条件也不 复存在。例如：火山喷发熔岩破坏植被形成的裸地、 湖泊等。
物理环境一定程度上决定着演替的类型、方向和速度， 但演替是群落本身所控制的
当群落演替到与环境处于平衡状态时，演替就不再进 行，以相对稳定的群落为发展顶点。
三、演替的过程
在演替的过程中的不同阶段，各种过渡性群 落所出现的时期，成为系列期。 系列期内物种也不断更新，早期出现的物种称 为先锋物种 中期出现的物种称过渡种或演替种 演替发展到最后出现在顶级群落中的物种称顶 级种。
▪ 次生演替特点：由外部干扰所引起，演替速度往 往较快。
次 生 演 替
（1）采伐迹地阶段
原来森林内的小气候条件完全改变，不能忍受日晒或 霜冻的植物不能生活。原来林下的耐荫或阴性植物消失， 而喜光的植物（尤其禾本科，莎草科）形成杂草群落。
（2）小叶树种阶段
一些喜光的阔叶树种（桦树、山杨）很快生长起来， 形成一桦树和山杨为主的群落。幼树郁闭的树冠抑制和排 挤其他的喜光植物，使他们开始衰弱，然后完全死亡。
Secondary Terrestrial Succession
美国乔治亚州Piedmont地区的废弃耕地
35
弃耕地的演替过程中物种变化
北美高原森林次生演替过程的物种变化
乔木种数量变化
• 鸟类数量变化
森林演替的生物量积累模型
水生原生演替（hydrosere）
自由飘浮植物阶段
浮萍、满江红以及一些藻类植物等。
植物群落的波动（fluctuation）
1、概念
由群落所在地区气候条件的不规则变动引起的，其特点是 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。
2、类型
• 不明显波动：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：群落成分在个体数量和生产量方面的短期变动(1-5 年)，它与群落优势种的逐年交替有关
• 偏途性波动：气候、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，还可以回复到接近于原来 状态，时期长(5-10年)
3、波动的特点
不同群落类型的波动性不同
一般说来，木本植物占优势的群落较草本植物稳定一些； 常绿木本群落要比夏绿木本群落稳定一些。
定性特征与定量特征的波动性不同
（3）云杉定居阶段
由于桦树和山杨等上层树种缓和了林下小气候的剧烈 变动，又改善了土壤环境，因此，林下能够生长耐荫性的 云杉和冷杉幼苗。桦树和山杨林天然稀疏，林内光照条件 进一步改善，云杉逐渐伸入上层林冠中。
（4）云杉恢复阶段
云杉的生长超过了桦树和山杨，组成了森林上层。桦树 和山杨因不能适应上层遮荫而开始衰亡。
原生演替特点：从极端条件开始，向水分适中方向， 即中生化方向发展，经历的时间长，阶段多。
从岩石开始的原生演替
沙丘演替系列
(a) 海滩和沙丘前植被
(b) 稳定沙丘的植被
(c) 灌木带
Байду номын сангаас
(d) 松树带
(e)栎树林
原生演替过程中的群落特征变化
先锋物种
• 旱生物种
• 固氮物种
• 云杉群落
研究案例——阿拉斯加Glacier Bay
演替过程中物种多样性的变化
不同生活型的物种数量变化不同
演替过程中土壤厚度增加(0-200a)
演替过程中土壤性质发生改变(0-200a)
养分、水分、有机物增加 • 土壤磷、pH、土壤容重降低
次生演替(secondary succession)
▪ 次生裸地：是植物现已被消灭，土壤中仍保留原 来群落中的植物繁殖体。例如森林采伐后的皆伐 迹地、开垦草原、火灾和毁灭性的病虫害，都能 造成次生裸地。
短期
年际内 年际间
群落变化性质 事例
变化
蒸腾作用 光合作用 营养与代谢
研究领域
植物群落 生理生态学
节律 波动
季节动态 植物群落 生态学
植物生产力变化 植物群落 植物种群变化 动态学 植物功能群变化
中期 长期
数十年到 数百年
数百年到 数千年
演替 演化
群落演替
气候变化引起 群落界线移动
植物群落 动态学
植物群落 动态学
主要内容
植物群落变化类型 演替的概念及类型 演替的顶极理论 控制演替的几种重要因素 两种不同的演替观
第一节 植物群落变化类型
植物群落的动态（dynamics）指生物群 落的种类组成、结构、功能过程随时间 变化的过程与规律。
以时间长短而言，有短期、中期、长期；
时间类型 持续时间 天
Primary Terrestrial Succession
云南大学生命科学学院 彭明春 江望高
10
Secondary Terrestrial Succession
云南大学生命科学火学院烧演彭明替春、江弃望高耕地演替、放牧演替等 11
演替过程中动物随群落而变化
12
四、演替类型
划分依据 1、延续时间
一、演替（succession）的概念
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。
二、演替的特征
群落演替是有一定方向、具有一定规律的，随时间而 变化的有序过程。
演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间 上的不可逆变化
2、起始条件
3、基质
4、主导因素
5、代谢特征 6、演替趋向
演替类型的划分
代表人物
世纪演替、长期演替 快速演替
L.G.Ramensky 1938
原生演替、次生演替
F.E.Clements 1916等
水生演替、旱生演替
C.F.Cooper, 1913
内因性演替、外因性演替
V.N.Sukachev, 1942,1945
在一个群落内部，许多定性特征（如种类组成、种间关系、 分层现象等）较定量特征（如密度、盖度、生物量等）稳 定一些；成熟的群落较之发育中的群落稳定。
不同气候带的群落波动性不同
如：北方较湿润的草甸草原地上生物量的年变率为20%； 典型草原达40%；干旱的荒漠草原则达50%
波动的不完全可逆性
第二节 植物群落的演替
自养性演替、异养性演替 进展演替、 逆行演替
世纪演替(>1000a)
长期演替(200a)
快速演替(几年或十几年)
演替发生的起点——裸地
原生演替(primary succession)
原生裸地：指以前完全没有植物的地段，或原来存在 过植被，但被彻底消灭，甚至植被下的土壤条件也不 复存在。例如：火山喷发熔岩破坏植被形成的裸地、 湖泊等。
物理环境一定程度上决定着演替的类型、方向和速度， 但演替是群落本身所控制的
当群落演替到与环境处于平衡状态时，演替就不再进 行，以相对稳定的群落为发展顶点。
三、演替的过程
在演替的过程中的不同阶段，各种过渡性群 落所出现的时期，成为系列期。 系列期内物种也不断更新，早期出现的物种称 为先锋物种 中期出现的物种称过渡种或演替种 演替发展到最后出现在顶级群落中的物种称顶 级种。
▪ 次生演替特点：由外部干扰所引起，演替速度往 往较快。
次 生 演 替
（1）采伐迹地阶段
原来森林内的小气候条件完全改变，不能忍受日晒或 霜冻的植物不能生活。原来林下的耐荫或阴性植物消失， 而喜光的植物（尤其禾本科，莎草科）形成杂草群落。
（2）小叶树种阶段
一些喜光的阔叶树种（桦树、山杨）很快生长起来， 形成一桦树和山杨为主的群落。幼树郁闭的树冠抑制和排 挤其他的喜光植物，使他们开始衰弱，然后完全死亡。
Secondary Terrestrial Succession
美国乔治亚州Piedmont地区的废弃耕地
35
弃耕地的演替过程中物种变化
北美高原森林次生演替过程的物种变化
乔木种数量变化
• 鸟类数量变化
森林演替的生物量积累模型
水生原生演替（hydrosere）
自由飘浮植物阶段
浮萍、满江红以及一些藻类植物等。
植物群落的波动（fluctuation）
1、概念
由群落所在地区气候条件的不规则变动引起的，其特点是 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。
2、类型
• 不明显波动：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：群落成分在个体数量和生产量方面的短期变动(1-5 年)，它与群落优势种的逐年交替有关
• 偏途性波动：气候、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，还可以回复到接近于原来 状态，时期长(5-10年)
3、波动的特点
不同群落类型的波动性不同
一般说来，木本植物占优势的群落较草本植物稳定一些； 常绿木本群落要比夏绿木本群落稳定一些。
定性特征与定量特征的波动性不同
（3）云杉定居阶段
由于桦树和山杨等上层树种缓和了林下小气候的剧烈 变动，又改善了土壤环境，因此，林下能够生长耐荫性的 云杉和冷杉幼苗。桦树和山杨林天然稀疏，林内光照条件 进一步改善，云杉逐渐伸入上层林冠中。
（4）云杉恢复阶段
云杉的生长超过了桦树和山杨，组成了森林上层。桦树 和山杨因不能适应上层遮荫而开始衰亡。
原生演替特点：从极端条件开始，向水分适中方向， 即中生化方向发展，经历的时间长，阶段多。
从岩石开始的原生演替
沙丘演替系列
(a) 海滩和沙丘前植被
(b) 稳定沙丘的植被
(c) 灌木带
Байду номын сангаас
(d) 松树带
(e)栎树林
原生演替过程中的群落特征变化
先锋物种
• 旱生物种
• 固氮物种
• 云杉群落
研究案例——阿拉斯加Glacier Bay
演替过程中物种多样性的变化
不同生活型的物种数量变化不同
演替过程中土壤厚度增加(0-200a)
演替过程中土壤性质发生改变(0-200a)
养分、水分、有机物增加 • 土壤磷、pH、土壤容重降低
次生演替(secondary succession)
▪ 次生裸地：是植物现已被消灭，土壤中仍保留原 来群落中的植物繁殖体。例如森林采伐后的皆伐 迹地、开垦草原、火灾和毁灭性的病虫害，都能 造成次生裸地。
短期
年际内 年际间
群落变化性质 事例
变化
蒸腾作用 光合作用 营养与代谢
研究领域
植物群落 生理生态学
节律 波动
季节动态 植物群落 生态学
植物生产力变化 植物群落 植物种群变化 动态学 植物功能群变化
中期 长期
数十年到 数百年
数百年到 数千年
演替 演化
群落演替
气候变化引起 群落界线移动
植物群落 动态学
植物群落 动态学