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1、
第3節(jié) 生物群落的演替
種群生態(tài)學
種群生態(tài)學 population ecology 系研究種群的生態(tài)學,即從某種意義對一個種的地區(qū)群體作為研究對象。但過去往往只強調(diào)它是動物個體數(shù)量的科學,因而把重點放在棲息數(shù)量及其變化的記載和尋找變化的原因上。例如動物社會學等明顯地是屬于種群生態(tài)學的范圍,但一般是被分開的。又對個體數(shù)的變動機制進行研究時,特別是在實驗種群中是把2個乃至3個種看作一個體系:這樣,在內(nèi)容上盡管屬于群落生態(tài)學的范圍,但作法上則可列入種群生態(tài)學中。
種群生態(tài)學是研究種群數(shù)量動態(tài)與環(huán)境相互作用關系的科學。
種群生態(tài)學起源于人口統(tǒng)計學、應用昆蟲學和水產(chǎn)資源學。Lo
2、tka-Volterra(1925,1926)的模型是理論生態(tài)的一個里程碑,并由此進入了黃金時代。20世紀上半葉由一門以描述為主的學科發(fā)展成為一門實驗性的、定量的、理論性的學科。1957年冷泉港的國際會議有關種群調(diào)節(jié)理論的討論,標志著種群生態(tài)學已成為生態(tài)學的主流。此后,隨著生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學的發(fā)展并成為主流,種群生態(tài)學在理論上、方法上仍是生態(tài)學中最為發(fā)展、最為活躍的一個領域。種群作為一個系統(tǒng),它與物理環(huán)境相互作用,其時空動態(tài)規(guī)律和調(diào)節(jié)機理,其遺傳組成和進化、行為適應等的深入研究是了解群落和生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能、動態(tài)和調(diào)控的基礎。
植物種群生態(tài)學自Harper(1977)提出的以植物生活史為綱
3、的植物種群動態(tài)模型,標志植物種群生態(tài)學的出現(xiàn),繼后Solbring(1979)、Mortimer(1981) 和Silvertown(1982)和Hedrick(1984)的有關植物種群生態(tài)學著作相繼問世,使這門新興學科迅速發(fā)展。
現(xiàn)代種群生態(tài)學研究的內(nèi)容包括種群的時空動態(tài)、種群之間的相互作用過程和種群的調(diào)節(jié)機理,仍然是生態(tài)學研究的核心和基礎。
群落生態(tài)學
生態(tài)學的一個分支,不是以一種生物作為對象,而是把群落作為研究對象。日語中亦有譯作群生態(tài)學的,是相對于個體生態(tài)學而言。群落生態(tài)學是由斯科羅特和克爾茨納(C.Schroter.& O.Kirchner,1902)提出的。以
4、前,如果以多數(shù)個體作為對象,即使是同種生物,也認為是屬于這個范疇,但從原意和實際情況來看遠是不正確的,現(xiàn)在已不再這樣使用。
生態(tài)學的一個基礎分支學科。其任務是研究群落的結構、演替、形成機理、分類和分布的規(guī)律。群落結構大致分為物理的和生物的兩方面。前者如群落的外貌或生長型、空間結構、時間結構、群落的邊界和交錯區(qū)。后者有群落的物種組成、物種—多度關系、多樣性。對群落性質(zhì)的認識有兩派不同觀點:一派認為群落是彼此相互作用的物種有組織的集體,是實體,該派稱機體論者,其極端者認為群落是超有機體。另一派認為群落不是實體,而是由連續(xù)變化著的植被隨機地搜集而來的(為著便于分類的)一組生物。在兩派爭論中發(fā)展
5、了數(shù)量植物群落學,運用了相似性、聚類、排序等數(shù)量分類方法。群類演替描述群落的建立和發(fā)展過程,對頂極期的性質(zhì)有單頂極說與多頂極說之爭。近年深入研究演替機制,提出促進型、抑制型和耐受型三類模型。如把演替內(nèi)容擴大到包括能量流、物質(zhì)流和生物生產(chǎn)力上去,就與生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學具有同樣含義了。至于群落的分類和分布研究,更與生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學相一致。許多學者認為,群落和生態(tài)系統(tǒng)雖是兩個不同概念,但就對生物研究由微觀到宏觀的等級而言,群落生態(tài)學與生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學應屬同一層次。
生態(tài)學的一個基礎分支學科。其任務是研究群落的結構、演替、形成機理、分類和分布的規(guī)律。群落結構大致分為物理的和生物的兩方面。前者如群落的外貌
6、或生長型、空間結構、時間結構、群落的邊界和交錯區(qū)。后者有群落的物種組成、物種—多度關系、多樣性。對群落性質(zhì)的認識有兩派不同觀點:一派認為群落是彼此相互作用的物種有組織的集體,是實體,該派稱機體論者,其極端者認為群落是超有機體。另一派認為群落不是實體,而是由連續(xù)變化著的植被隨機地搜集而來的(為著便于分類的)一組生物。在兩派爭論中發(fā)展了數(shù)量植物群落學,運用了相似性、聚類、排序等數(shù)量分類方法。群類演替描述群落的建立和發(fā)展過程,對頂極期的性質(zhì)有單頂極說與多頂極說之爭。近年深入研究演替機制,提出促進型、抑制型和耐受型三類模型。如把演替內(nèi)容擴大到包括能量流、物質(zhì)流和生物生產(chǎn)力上去,就與生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學具有同
7、樣含義了。至于群落的分類和分布研究,更與生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學相一致。許多學者認為,群落和生態(tài)系統(tǒng)雖是兩個不同概念,但就對生物研究由微觀到宏觀的等級而言,群落生態(tài)學與生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學應屬同一層次。
群落演替
群落演替:指群落的這種隨著時間的推移而發(fā)生的有規(guī)律的變化。
一片山坡上的叢林可因山崩全部毀壞,暴露出巖石面。但又可經(jīng)地衣、苔蘚、草類、灌木和喬木等階段逐步再發(fā)育出一片森林,包括重新孕育出土壤。當一個群落的總初級生產(chǎn)力大于總群落呼吸量,而凈初級生產(chǎn)力大于動物攝食、微生物分解以及人類采伐量時,有機物質(zhì)便要積累。于是,群落便要增長直達到一個成熟階段而積累停止、生產(chǎn)與呼吸消耗平衡為止。這整
8、個過程稱為演替(succession),而其最後的成熟階段稱為頂極(climax)。頂極群落生產(chǎn)力并不最大,但生物量達到極值而凈生態(tài)系生產(chǎn)量很低或甚至達到零;物種多樣性可能最後又有降低,但群落結構最復雜而穩(wěn)定性趨于最大。不同于個體發(fā)育,群落沒有個體那樣的基因調(diào)節(jié)和神經(jīng)體液的整合作用,演替道路完全決定于物種間的交互作用以及物流、能流的平衡。因此頂極群落的特征一方面取決于環(huán)境條件的限制,一方面依賴于所含物種。
群落演替一般可分為兩種:
次生演替(secondary succession)
次生演替即原來的植物群落由于火災、洪水、崖崩、火山爆發(fā),風災、人類活動等原因大部消失后所發(fā)生的演替。由其他地方進入或殘存的根系、種子等重新生長而發(fā)生的??烧J為它是原生演替系列發(fā)展途中而出現(xiàn)的。這種逐漸發(fā)生的演替系列稱為后成演替系列(subsere)。
簡單的說,原生演替就是從沒有生命體的一片空地上植被類群的演替,而次生演替是在具有一定植物體的空地上進行的植被演替。
初生演替
初生演替即(1)概念:在一個沒有植物覆蓋的地面上或原來存在植被,但后來被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。如裸巖、沙丘、火山巖上發(fā)生的演替(2)過程:裸巖上發(fā)生的演替過程為裸巖→地衣→苔蘚→草本植物→灌木→森林。
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