生态学：生物群落的动态讲述
第四章 群落生态学ppt课件
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解释物种多样性变化的学说
• 空间异质性学说：物理环境越复杂，或空间异 质性越高，动植物群落的复杂性也越高，物种 多样性也越大。如山区物种多样性明显高于平 原；群落中小生境丰富多样，物种多样性越高。
• 气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动植 物的种类越丰富，在生物进化的地质年代中， 地球唯有热带的气候可能是最稳定的。
季节动态、年际动态、演替与演化。 (7) 一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。 （8）群落的边界特征：或明确或不明确的边界。
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4.2 群落种类组成
根据各个种在群落中的作用不同，将其 划分为几个不同的群落成员型。植物群落研 究中，常用的群落成员型有以下几类：
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4.3 群落结构
生长型: 根据植物的可见结构分成的不同类群。生长型 反映植物生活的环境条件，相同的环境条件具 有相似的生长型，是趋同适应的结果。
陆生植物大体可分为以下几种主要生长型：
➢ 树木：在都是高达3m以上的高大木本植物。 ➢ 藤本植物：木本攀缘植物或藤本植物。 ➢ 灌木：是较小的木本植物，通常高不及3m。 ➢ 附生植物：地上部分完全依附在其他植物体上。 ➢ 草本植物：没有多年生的地上木质茎，包括蕨类、禾
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盖度
盖度是指植物体地上部分的垂直投影面积占样 地面积的百分比。
基础生态学：第九章 群落的动态
(四)、按演替的基质分类
1.水生演替：演替开始于水生环境中，但一 般都发展到陆地群落。如淡水湖或池塘中 水生群落向陆生群落的转变过程。
2.旱生演替：从干旱缺水的基质开始。如裸 露的岩石表面上生物群落的形成过程。
（2）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。干旱时旱生植物如羊茅、针茅占优势， 草原旅鼠、社田鼠繁盛；而气温高、降水多 时，以中性植物占优势，同时喜湿性动物普 通田鼠增多。
（3）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）。草原看麦娘占 优势的群落在缺水时转为葡枝毛茛群落占优势，以后 又会回复到草原看麦娘群落占优势。
四.控制演替的几种主要因素
生物群落的演替是群落内部关系（包括种内和种间 关系）与外界环境中各种生态因子综合作用的结果.
Secondary Terrestrial Succession
Secondary succession on a plowed, abandoned southeastern farm field.
废弃耕地的演替过程
（三）按照控制演替的主导因素划分：
❖ 内因性演替：群落中生物的生命活动结果首先使 它的生境发生改变，然后被改变了的生境反作用 于群落本身，如此相互促进，使演替不断向前发 展。
Primary Terrestrial Succession
Primary succession on bare rock in upper Michigan.
生物的群落结构与演替
生物的群落结构与演替生物的群落结构与演替是生态学中重要的概念，它们揭示了生物与环境的相互作用以及生态系统的动态变化。
本文将介绍群落结构和演替的概念、原理、影响因素以及其在自然界和人类活动中的应用。
一、群落结构的概念与原理群落是指由不同物种组成的生物群体的总体，其中包含了相互作用密切的多个种群。
群落结构是指群落中物种的组成、丰度分布、空间分布、物种间相互关系等方面的特征。
1. 丰度分布：群落中各个物种的个体数量分布状况。
常见的丰度分布模式包括均匀分布、聚集分布和随机分布。
2. 空间分布：物种在群落内的空间分布模式。
可以是聚集分布，即物种个体相互靠近；也可以是随机分布，即个体分布无规律性。
3. 物种间相互关系：群落内不同物种之间的直接或间接相互作用，如互利共生、竞争、捕食和共存等。
群落结构的形成受到多种因素的影响，包括物种多样性、环境条件、生物间相互作用等。
它们共同塑造了群落的特征和功能。
二、演替的概念与类型演替是群落结构发生动态变化的过程，表明了群落从初始阶段向成熟阶段的持续演变过程。
演替可以分为初级演替和次生演替两种类型。
1. 初级演替：发生在尚未有土壤或有极少量土壤形成的裸地上。
典型的初级演替是由岩石裸露开始，经过苔藓植物和草本植物的侵入，逐渐发展为乔木和林地。
2. 次生演替：发生在已被破坏的群落中，如火灾、风灾或人类活动引起的破坏。
次生演替是在原有植被被破坏后，通过残存植物种子、根茎或种间关系的再生和重建。
演替过程中不同物种之间的相互作用和生态位的演变起着重要作用。
演替是生物多样性维持和生态系统恢复的重要过程。
三、生物群落结构与演替的影响因素生物群落结构和演替受到多种因素的共同影响。
1. 环境条件：包括气候、土壤、水域等自然环境因素对物种适应性的影响。
不同环境条件对物种多样性和个体数量的分布有着重要影响。
2. 竞争和捕食：物种之间的竞争和捕食关系会影响物种的分布和丰度。
资源的争夺和捕食行为是物种在群落中相互作用的重要因素。
植物的群落动态和演替过程
植物的群落动态和演替过程植物群落是指在特定空间中，由各种植物种群组成的生态系统。
它们在不同的环境条件下，通过演替过程不断变化和发展。
本文将探讨植物群落的动态变化以及演替过程。
一、群落动态群落动态是指植物群落在时间上的变化。
植物群落随着时间推移，其种类、丰富度和群落结构都会发生变化。
这些变化受到气候、土壤、栖息地状况、物种间相互作用等因素的影响。
1. 种类变化植物群落的种类变化主要是由于栖息地的改变和物种间的相互作用。
当栖息地条件改变时，某些植物物种可能适应新的环境而扩展其分布范围，而一些原本适应旧环境的植物可能逐渐减少或消失。
2. 丰富度变化植物群落的丰富度指的是群落中存在的植物物种数量。
它可以通过物种多样性指数来度量。
当环境条件稳定时，群落的丰富度可能较高。
然而，在干旱、火灾、人类活动等干扰下，植物物种的丰富度可能下降。
3. 群落结构变化植物群落的结构由不同层次的植物组成，包括上层乔木层、中层灌木层、下层草本层和地被层。
这些层次的相对比例和物种组成可能随时间发生变化。
例如，在初期阶段，灌木和草本层的物种可能较为丰富，而随着时间的推移，乔木层的物种开始占据主导地位。
二、演替过程演替是指植物群落随时间推移发生的连续变化。
它分为原初演替和次生演替两种类型。
1. 原初演替原初演替是指在无植被的裸露地表上植物生态系统的建立过程。
这种演替通常发生在新形成的土地上，例如火山喷发、河流冲积等地质活动后。
最初，只有一些偏好富含养分的植物能在裸露地表上存活，它们被称为先驱种。
这些先驱种通过生长、死亡和腐解，为后续物种提供养分和改善土壤条件。
随着时间的推移，原初演替中的先驱种被逐渐替代，直到最终形成稳定的生态系统。
2. 次生演替次生演替是指在有植被存在的地方发生的连续变化。
这种演替通常发生在干扰后，例如火灾、人类活动等。
在次生演替中，最初的物种群落被干扰破坏，但一些具有适应力的植物物种仍然能够存活。
这些物种通过生长和扩散，恢复原有的群落结构。
生态学-群落的动态期末考点整理
生态学-群落的动态期末考点整理●生物群落的内部动态●群落的季节动态●很多海洋生物群落(特别是浮游生物)的种类组成(主要是优势种）表现出季节性的特征，这种季节变化也叫季节演替(scasonalsuccession)●季节演替的原因：外部因素、生物的生态特征（内因）●季节演替的特点：周期性重复●群落的年际变化在不同年度之间生物群落内部常有明显的变动，通常称为波动●不明显波动：群落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：群落成分在个体数量和生产量方面短期变动（1-5年)●偏途性波动：气候和水分条件长期偏高正常状况而引起，波动的时期可能较长(5~10年)●演替●演替的概念●生物群落演替是指群落经过一定历史发展时期，由一种类型转变为另一种类型的顺序过程，或者说在一定区域内一个群落被另一个群落所替代的过程●生物群落演替是群落内部关系(种内和种间关系)与外界环境中各种生态因子综合作用的结果●群落演替原因●植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性。
植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件，对于动物来说，植物群落成为它们取食、营巢和紫殖的场所●群落内部环境变化。
这种变化是由群落本身生命活动造成的，外界环境条件没有直接关系。
群落内物种生命活动的结果，为自己造了不良的居佳环境，使原来的群落解体，为其他植物的生存提供了有利条件，从而引起演替。
如向日葵的分泌物对自身的幼苗具有很强的抑制作用，但对第二阶段的优势种Aristidaoligantha的幼苗不产生任何抑制作用。
由于群落中种群特别是优势种的发育而导致群落内光照温度、水分状况的改变，也为演替创造条件●种内和种间关系的改变●外界环境条件的变化●人类的活动●群落演替的特征 @重点●群落演替具有一定的方向性。
最后发展为顶极群落●群落演替过程中能量的变化表现为：总生产量增加，净生产量逐渐减低，群落有机总量增加●群落演替过程中结构的变化表现为：营养结构趋向复杂，物种多样性增高，群落稳定性增强●群落中生物生活史特点表现为：生物个体增大，生活周期变长且复杂，生态位变窄●群落中物质循环逐渐由开放转为封闭，物质交换速度变慢●P/R值变小P生产量，R呼吸量●●群落演替的类型●按岩体的延续时间划分●世纪演替时间久，常伴随气候的历史变迁或地貌的大规模改造而发生●长期演替几十年到几百年●快速演替几年到十几年●按演替的起始条件划分●原生演替开始于原生裸地或原生芜原(完全无植被或无植物繁殖体)上发生的演替火山演替●如水生演替第在水域和陆生环境环境的交界处沿着湖泊和池沼边缘开始；旱生演替始于环境条件极为恶劣的岩石表面或砂地●次生演替保留植物繁殖体（种子）的裸地撂荒，火灾重建●按基质的性质划分●水生演替●湖泊或河岸→沉水植物→浮水植物→挺水植物→莎草与水苔→混生草本→灌木→阳性树木→中性树木→阴性树木●旱生演替●干燥岩石或土壤→壳状地衣→叶状地衣与苔蘚→苔藓与一年生草本→多年生草本→混生草本→灌木→阳性树木→中性树→阴性树木●中生演替●潮湿岩石或土壤→一年生草本→多年生草本→混生草本→灌木→阳性树木→中性树木→阴性树木●按控制演替的主导因素划分●内因性演替取决于植物群落所特有的，决定于群落发展的内部矛盾●外因性演替由于外界因素环境条件改变造成的●按群落代谢特征划分●自养性演替其他大多数生态系统如森林湖泊等●幼年期P/R值＞1 成熟期P/R值≈1●异养性演替细菌分解有机物（腐生） P/R值＜1●演替方向●进展演替●简单不稳定→结构复杂更稳定●逆行演替过度放牧与滥砍滥伐●演替顶级学说●单元顶极论(Clements)●气候是演替的决定因素，无论初始条件差别多大(水早无限)，最终都会趋向于中生生境，发展为相对稳定的气候顶极(climatic climax)●在地表同一地段顺序地分布着各种不同植物群落的时间过程，任何演替都会经过这六个阶段：迁移→定居→群聚→竞争→反应→稳定●除气候顶极外还会出现因地形、土壤、人为因素等决定的稳定群落●亚顶极：达气候顶极前的长时间稳定阶段●偏途顶极(干扰顶极)：由强烈频繁干扰引起的相对稳定的群落●前顶极(预顶报)：在一个特定气候区域由手局部气候条件较差（热、干燥）而产生的稳定群落●后顶极(超顶极)：在一个特定气候区域由于局部气候条件较适宜而产生的较优气候区的顶极●多元顶极论(Tansley)●如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖井结束它的演替过程，就可看作顶极群落●同一气候区演替结果不一定汇聚于同一顶点。
生态学第9章群落的动态
群落变化的类型
持续时间 天 年 几年 十年到百年 变化类型举例 蒸腾作用，光合作用等植物生理过程 植物生长的季节动态 植物生产力的波动 群落演替
百年到千年
万年到亿年
气候变化引起的生物地带界限的移动
群落的演化
植物群落的波动
波动：限于群落内部的短期可逆的变化， 不产生群落的更替现象。其逐年的变化方向常 常不同，一般不发生新种的定向代替。 特点：群落区系的成分的相对稳定性，群 落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性 原因：环境条件的波动变化；生物本身的活 动周期；人为的活动干扰
Clements认为，在任何一个地区内，一般的演替系列的终点决 定于该地区的气候性质，主要表现在顶极群落的优势种，能够很好 地适应于地区的气候条件，这样的群落称之为气候顶极群落。 在同一气候区内，无论演替初期的条件多么不同，植被总是 趋向于减轻极端情况而朝向顶极方向发展，从而使得生境适合于 更多的植物生长。
2，波动的类型
• 不明显波动 • 摆动性波动 • 偏途性波动
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，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。
2，多元顶极论（polyclimax theory）
多元顶极论由英国的A.G.Tansley于1954年提出。该学说认为： 如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替 过程，就可看作顶极群落。在一个气候区域内，群落演替的最终结 果，不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点。
3，顶极-格局假说 （climax-pattern hypothesis）
第三部分群落生态学
第三节 群落的结构
(1)高位芽植物(phanerophytes) (p165图8-3） 休眠芽位于距地面 25厘米以上，又依高度分为四个亚类，即大高位芽植物(高度>30 米)，中高位芽植物(8～30米)，小高位芽植物(2～8米)与矮高位 1芽植物(25厘米到2米)。 (2)地上芽植物(Chamaephytes) 更新芽位于土壤表面之上，25 厘米之下，多为半灌木或草本植物。 (3)地面芽植物(Hemicryptophytes) 又称浅地下芽植物或半隐 芽植物，更新芽位子近地面土层内，冬季地上部分全枯死，即为 多年生草本植物。 (4)隐芽植物(Cryptophytes) 更新芽位于较深土层中或水中， 多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。 (5)一年生植物(Therophytes) 以种子越冬。
三、种的多样性
辛普森多样性指数 = 随机取样的两个个体属于不同种的概率 = 1－随机取样的两个个体属于同种的概率 3. 多样性梯度 （1）多样性随纬度变化 从热带到两极随纬度的增加， 物种多样性有逐渐减少的趋势。在乔木、海产瓣鳃类、蚂蚁、 蜥蜴和鸟、兽等许多类群中均有充分数据说明这一点，即无 论在陆地、海洋和淡水环境，都有类似的趋势。当然也有例 外，如企鹅和海豹在极地种类最多，而针叶林和姬蜂在温带 物种最丰富。 （2）多样性随海拔变化 如果在赤道地区登山，随海拔 的增高，能见到热带、温带、寒带的环境，同样也能发现物 种多样性随海拔增加而逐渐降低。
第二节
群落的种类组成
通常，采用最小面积的方法来统计一 个群落或一个地区的生物种类名录。 通过绘制种—面积曲线来确定最小 面积的大小。作法：逐渐扩大样地面积 ，随着样地面积的增大，样地内植物的 种数也在增加，但当物种增加到一定程 度时，曲线则有明显变缓的趋势，通常 把曲线陡度开始变缓处所对应的面积， 作为最小面积。
09-10-群落的动态、分类与排序
4). 外界环境条件的变化
决定群落演替的根本原因存在于群落内部，群落之外的 环境因素是引起演替的重要条件。
土壤的理化性质的改变势必引起植物、土壤动物和微 生物的生活，导致土壤群落内部物种关系的重新调整。 气候决定着群落的外貌和群落的分布，也影响到群落 的结构和生产力，气候的变化是演替的诱发因素。 火可以造成大面积的次生裸地，是一个重要的诱发演 替的因子；火也可使耐火的种类更旺盛地发育，而使不耐 火的种类受到抑制，是群落发育的一种刺激因素。 地表形态(地貌)的改变会使水分、热量等生态因子重 新分配，转过来又影响到群落本身。大规模的地壳运动 (冰川、地震、火山活动等) ，可使地球表面的生物部分 或完全毁灭，从而使演替从头开始。小范围的地表形态变 化(如滑坡、洪水冲涮)也可以改造一个生物群落。
(5)人类的活动
人对生物群落演替的影响远远超过其他所有的自然因 子，因为人类社会活动通常是有意识、有目的地进行的，可 以对自然环境中的生态关系起着促进，抑制，改造和建设的 作用。 人可以放火烧山，砍伐森林、开垦土地等，使生物群落 改变面貌。 人可以经营，抚育森林，管理草原，治理沙漠，使群落 演替按照不同于自然发展的道路进行。 人甚至还可以建立人工群落，将演替的方向和速度臵于 人为控制之下。
群系：凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为 群系。例如，兴安落叶松群系，羊草群系 。 群丛：是植物群落分类的基本单位。凡是层片结构 相同，各层片的优势种或共优种相同的植物群落联 合为群丛 。 羊草+大针茅+黄囊苔草（Carex korshinskyi）; 草原和羊草+大针茅+柴胡（Bupleurum scorzoneri-folium）草原都是不同的群丛 。
有时某一层具共优种，这时用“+”相连。如 兴安落叶松－兴安杜鹃－红花鹿蹄草＋苔草
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波动的类型
❖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)
群落生态学 第9章 生物群落的动态
包括3方面：群落额内部动态，群落的演替和地球上生物群落的进化。
2015.10.8
生物群落的内部动态
❖季节变化 （详见第8章） ❖年变化：波动
➢限于群落内部的短期可逆的变化，不产生
群落的更替现象
➢其逐年的变化方向常常不同，一般不发生
新种的定向代替
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波动的特点
❖不同群落类型的波动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不同 ❖定性特征与定量特征的波动性不同 ❖不同气候带的波动性不同 ❖波动的不完全可逆性
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§1 群落演替的基本概念
群落演替(community succession):自然群落中，一种群落被另一 群落所取代的过程称群落演替。多数群落的演替有一定的方向性， 但也有一些群落有周期性的变化，即由一个类型转变为另一个类 型，然后又回到原有的类型，称周期性演替，如：石楠→石蕊→ 熊果→石楠。
大体要经历以下几个阶段：
1. 裸底阶段 2. 沉水植物阶段 3. 浮叶根生阶段 4. 挺水植物和沼泽植物阶段 5. 森林群落阶段
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群落演替的实例—从裸岩演替到森林
在裸岩的演替基质上，如果当地的气候条件适合于森林生长， 经过漫长艰难的演替，迟早会长出森林来。从裸岩到森林大致 要经过以下几个演替阶段：
原生演替和次生演替
❖原生演替 ➢开始于原生裸地或原生芜原(完全没有植被
并且也没有任何植物繁殖体存在的裸地)
➢从岩石开始的旱生演替 ➢从湖底开始的水生演替 ❖次生演替 ➢开始于次生裸地或次生芜原(不存在植被，
但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地)
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演替过程中动物种类随群落而变化
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环境的不断变化 植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性 种内、种间关系的改变 群落种类组成中新分类单位发生 人类活动
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防波堤对海滩的影响
云南大学生命科学学院 彭明春 江望高
。
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§5 演替的机制
经典的演替观 ➢每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落；前一
❖逆行演替regressive succession ：发生在人为
破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定性较大， 结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性 小的群落，利用环境和改造环境能力相对减弱， 甚至倒退到裸地
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进展演替和逆行演替比较
进展演替 群落结构的复杂化 地面的最大利用 生产力的最大利用 群落生产力的增加
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§2 演替的类型
可按世以照纪分演演为替替：发生的时间进程，❖素按，控可制分演为替：的主导因
长期演替
➢内因性演替
快速演替
➢外因性演替
按演替发生的起始条件， ❖按群落代谢特征，可
可以分为：
分为：
原生演替
➢自养性演替
次生演替
➢异养性演替
按基质性质，可以分为：
水生演替
旱生演替
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1. 地衣阶段 2. 苔藓阶段 3. 草本植物阶段 4.灌木阶段 5. 森林阶段
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§3 演替方向
❖进展演替progressive succession ：群落的演替
显示着群落是从先锋群落经过一系列的阶段，到 达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着顶极 群落的演替过程称之为进展演替。
新兴特有现象的存在，以 及对植物环境特殊适应为 方向的物种形成 群落的中生化 群落环境的强烈改造
逆行演替
群落结构的简单化
地面的不充分利用
生产力的不充分利用
群落生产力的降低
残遗特有现象的存在，以 及对外界环境的为方向的 物种形成
群落的旱生化和湿生化
外界环境的轻微改造
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§4 控制演替的主要因素
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促进模型(facilitation model)
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
物种替代是由于先来物种的活动改变了环境条件，使它不利于自 身生存，而促进了后来物种的繁荣；因此物种替代有顺序性，可 预测和具方向性。多出现在环境条件严酷的原生演替中。
（A、B、C、D代表４个物种，箭头代表被替代）
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水生演替和旱生演替
水生演替：演替开始于水生环境中，但一般都发 展到陆地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中 生群落的转变过程
旱生演替：从干旱缺水的基质开始。如裸露的岩 石表面上生物群落的形成过程
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群落演替的实例—从湖泊演替为森林
一个湖泊经历一系列演替后，可以演变为一个森林群落，
阶段群落中的物种活动促进了下一阶段物种的建立。 个体论演替观: Egler(1952)提出初始物种组成决定群落演
替系列中后来优势种的学说，Connell和 Slatyer(1977)提 出了3种可能的物种取代机制： ➢促进模型(facilitation model) ➢抑制模型(inhibition model) ➢忍受模型(tolerance model) 演替机制总结
抑制模型(inhibition model)
先来物种抑制后来物种，使后者难
以入侵和发育，因而物种替代没有固 定的顺序，各种可能都有，其结果在 Ａ 很大程度上取决于那一种先到。演替 在更大程度上决定于个体的生活史对 策，因而难以预测。在该模型中没有 一个物种可以被认为是竞争的优胜者， 而是决定于先到该地，所以演替往往 Ｃ 是从短命种到长命种，而不是由规律、 可预测的物种替代。
演替系列(succession sere):按顺序发生的一系列群落称演替系列。
2020/10/4
先锋种(pioneer species)和先锋群落(pioneer community):演替过程中，最早定居下来的物种 称先锋种；演替过程中最初形成具在一定结构和 功能的群落称先锋群落。
演替顶极(climax)和顶极群落(climax community):任何一类演替都经过迁移、定居、 群聚、竞争、反应、稳定6个阶段，当群落达到与 周围环境取得平衡时(物种组合稳定)，群落演替渐 渐变得缓慢，最后的演替系列阶段称演替顶极； 演替最后阶段的群落称顶极群落。