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第十二章 生态演替Succession

演替的概念森林植物群落的形成过程演替原因、演替模式、演替速度演替顶极的概念及理论生态系统功能在演替中的变化森林演替举例森林经营与演替

演替演替

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随时间推移，优势树种发生明显改变引起整个森林组成的变化过程。为什么要研究森林演替？揭示森林生态系统发展变化过程的模式、原因、速度等等，由生态系统的现状推测过去，预见未来。使森林经营符合自然发展规律。

森林植物群落森林植物群落的形成过程的形成过程

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群落的形成过程，可简单地分为三个阶段：先锋群落阶段 这一阶段的特征是一些生态幅度较大的物种侵入定居并获得成功。郁闭未稳定的阶段 随着群落的发展，生长条件逐渐得到改善。资源的利用逐渐由不完善到充分利用。物种之间竞争激烈，通过竞争，各物种之间逐渐达到相对平衡。

森林植物群落森林植物群落的形成过程的形成过程

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郁闭稳定的阶段 物种由竞争转入协调进化，使资源的利用更为充分、有效。发展成为与当地气候相一致的顶极群落，这时群落有比较固定的物种组成和数量比例，群落结构也较为复杂。

演替的原因演替的原因

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物种特性在演替中的作用 树种特性间的差异是引起森林演替的内在原因。先锋种属于 r 对策种，演替后期种属于 K

对策种。生境是演替发生的条件外界生境条件发生变化，将引起树种适应和竞争能力的改变，从而引起演替。生境条件在渐变中的演替生境条件的突然改变：干扰作用

演替的原因演替的原因

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阅读材料在一个水源充足的相对孤立的池塘中，鱼、水草、池塘环境构成一个相互适应、相互调节的稳态结构。这一系统在维持结构稳定的调节中也会慢慢释放出无组织力量，如鱼的新陈代谢，水草的光合作用，会产生越来越多的有机物。这些有机物是生态结构在维持自身稳定的调节中释放出来的，它们不断沉积造成池塘的沼泽化，水越变越浅，使得鱼、水草不适应环境。这时，旧结构就要让位于蛙类和芦苇等沼泽带的生态结构。这就是生态结构的转化。

演替的原因演替的原因

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阅读材料原来蛙类和芦苇是池塘中的潜在结构，只是不占主导地位。随着旧结构被无组织力量瓦解，新结构适应性越来越大，最后终于取代旧结构而占主导地位。

演替模式演替模式

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按起点裸地性质归类的演替模式原生演替 ( primary succession ）： 开始于原生裸地上的植物群落演替。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。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。

演替模式演替模式

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原生演替

演替模式演替模式

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按起点裸地性质归类的演替模式次生演替（ secondary succession ） : 开始于次生裸地上的植物群落演替。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。次生演替特点：由外部干扰所引起，演替速度往往较快。

演替模式演替模式

●按演替初始生境水分条件归类的演替系列模式旱生演替系列： 原生演替中开始于裸露岩石、山地等干旱基质上的演替。包括：地衣阶段 苔藓阶段 旱生草本阶段 木本植物阶段熔岩

地衣

苔藓

演替模式演替模式

● 按演替初始生境水分条件归类的演替系列模式水生演替阶段： 从积水发生的原生演替。包括：沉水植物阶段 浮水植物阶段 挺水植物阶段 湿生草本植物阶段。

新成湖泊

老年湖泊

草甸与沼泽阶段

干燥平地上的群落

演替模式演替模式

● 按演替初始生境水分条件归类的演替系列模式中生演替系列：原生演替中开始于具有一定肥力土壤母质上的演替。裸露矿质土阶段 草本植物阶段 木本植物阶段。相当于次生演替。

演替模式演替模式

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按演替方向归类的演替模式进展演替：植物群落演替由低级阶段向高级阶段发展的演替。识别特征？逆行演替：植物群落由高级阶段退向低级阶段的演替。识别特征？例如在强烈放牧情况下，草原会向旱生化的方向发展，并随着放牧强度的加大，草原会逐渐发展到接近于荒漠带的一些植物群落。

演替模式演替模式

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按演替速度分类世纪演替：按地质时期计算的演替。长期演替：以几十年到几百年完成的演替。快速演替：几年内完成的演替。

五大连池火山熔岩遗迹上的森林

演替速度受到外界的影响很大同样是在火山熔岩的原生裸地上，降水量也相近，在伊春林区演替了上千年只达到地衣和苔藓阶段，在五大连池农区短时间内已经出现森林。为什么？

演替顶极的演替顶极的概念及理论概念及理论

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单元演替顶极学说（ mono climax theory ）由美国的 Clements （ 1916 ）提出认为一个气候区中，植物群落演替朝向一个共同的终点，其终点的植物群落是该气候作用下的最中生型的稳定群落，称为气候顶极群落。即一个气候相当一致的区域，最终将有一种连续的和整齐一致的植被普遍的覆盖着。如东北东部地区，顶极植被为红松为主的针阔叶混交林。

演替顶极的演替顶极的概念及理论概念及理论

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多元演替顶极学说（ Poly climax theory ）由英国学者坦斯利提出。如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖，并结束了它的演替过程，就可看作是顶极群落，而不必汇集于一个共同的气候顶极终点。因此除气候顶极之外，也有土壤顶极、地形顶极、火顶极等。

演替顶极的演替顶极的概念及理论概念及理论

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我国学者刘慎谔的观点顶极分为：地带性顶极和非地带性顶极。地带性顶极在水平分布上与气候带相适应，成带状分布；非地带性顶极虽然也受大气候的影响，但局部环境条件起决定性作用；有多少个演替系列就有多少个顶极。例如东北东部地区顶极植被为红松混交林，但在一些谷地存在草甸、沼泽等非地带性植被。也称为隐域植被。

演替顶极的演替顶极的概念及理论概念及理论

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关于顶极概念的讨论许多学者质疑演替顶极概念。（气候波动，新种侵入）认为大面积的统一模式的渐变过程的观点是不现实的，因此注重局部演替。

生态系统功能生态系统功能在演替中的变在演替中的变

化化

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能量流和生产力的变化 演替早期阶段：系统能量输入大于消耗。生态系统的现存量和生产力在演替中增加。顶极阶段：生态系统的能量输入输出相等，现存量较少变化，净生产力趋于零。生物地球化学的变化 随着演替进展，生态系统保存养分能力提高，到达顶极阶段时，养分周转缓慢。

森林演替举例森林演替举例

●阔叶红松林的演替

作为所在地区气候顶极的阔叶红松林，在外表上表现出一种稳定的特征。其群落由不同发育阶段的林木斑块镶嵌组成。每个斑块都在小尺度上进行着演替，经历从红松老龄个体、阔叶群落、红松幼龄个体、红松老龄个体的循环过程，从而保持整体上的稳定。

森林演替举例森林演替举例

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东北次生林演替

次生林演替一般经历裸地、杨桦林、硬阔叶林、针阔混交林的阶段。由于次生林缺乏红松种源，次生演替只能达到硬阔叶林阶段，在反复破坏的地区，形成蒙古栎林。

森林经营森林经营与演替与演替

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主伐方式与演替皆伐适用于早期演替阶段林分及其更新，或需要迅速改变后期演替阶段为早期演替林分时。经营方向与演替处于早期演替阶段的林分，适于培育中小径材；后期演替阶段的林分，适于培育大径材，并有良好的生态效益。

森林演替模型森林演替模型

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什么是模型？模型是根据某种需要对客观实体（系统）所做的简化处理目的：将定性的生态关系定量化。可以通过各种计算机实验来模拟各种人为措施，如采伐、施肥等对森林的质量、生长和更新的影响。

模型模拟林木生长的可视化效果图