1、第二局部 植物群落生态学第四章第四章 植物群落的数量特征植物群落的数量特征第五章第五章 植物群落的构造植物群落的构造第六章第六章 植物群落的动态演替植物群落的动态演替第七章第七章 植物群落的分类与排序植物群落的分类与排序第八章第八章 植物群落的分布植物群落的分布第四章第四章 植物群落的数量特征植物群落的数量特征1 植物植物群落的概念与性质群落的概念与性质 2 植物植物群落的种类组成群落的种类组成 3 植物植物群落的数量特征及其多样性群落的数量特征及其多样性 1 植物植物群落的概念与性质群落的概念与性质 一、什么是群落一、什么是群落community)在特定空间或生境下，具有一定植物种类组成及其
2、与环境之间彼此在特定空间或生境下，具有一定植物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定外貌和构造，具有特定功能的植物集影响、相互作用，具有一定外貌和构造，具有特定功能的植物集合体合体二、植物群落的根本特征二、植物群落的根本特征 1.1.具有一定的外貌：高度、颜色针叶浓绿、阔叶浅绿、常绿叶等、具有一定的外貌：高度、颜色针叶浓绿、阔叶浅绿、常绿叶等、质地硬叶、革质、草质的等，这些特征决定着群落的外部形态。质地硬叶、革质、草质的等，这些特征决定着群落的外部形态。u根据外貌划分植物群落的高级分类单位，如常绿林、硬叶林、针根据外貌划分植物群落的高级分类单位，如常绿林、硬叶林、针叶林、荒漠、森林
3、、草原等叶林、荒漠、森林、草原等2.2.具有一定的种类组成：具有一定的种类组成：每个植物群落都由一定的植物种群组成，每个植物群落都由一定的植物种群组成，种类成分多少及每个种群数量是研究群落的首要特征种类成分多少及每个种群数量是研究群落的首要特征3.3.具有一定的种间关系及群落构造：具有一定的种间关系及群落构造：形态构造形态构造生活型组成生活型组成生态构造生态构造成层性、季相变化、物种分布格局成层性、季相变化、物种分布格局营养构造营养构造寄生关系、共生关系等寄生关系、共生关系等群落的构造不象有机体那样清晰，而是一种相对松散的构造形式群落的构造不象有机体那样清晰，而是一种相对松散的构造形式4.4.
4、形成一定的群落内部环境：形成一定的群落内部环境：植物植物群落对其居住环境产生重大影响，群落对其居住环境产生重大影响，并形成群落环境。并形成群落环境。如森林与其周围的裸地不同，各种生态因子都经过了森林群落的改如森林与其周围的裸地不同，各种生态因子都经过了森林群落的改造，即使荒漠群落，对土壤环境也有明显改造作用。造，即使荒漠群落，对土壤环境也有明显改造作用。5.5.具有一定的动态特征：包括群落外貌、组成、构造、环境等的季节具有一定的动态特征：包括群落外貌、组成、构造、环境等的季节动态、年际波动、中等时间尺度的演替和大时间尺度的演化动态、年际波动、中等时间尺度的演替和大时间尺度的演化 6.6.具有一
5、定的分布范围：具有一定的分布范围：不同群落都是按照一定的规律分布的，任何不同群落都是按照一定的规律分布的，任何群落都分布在特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同群落都分布在特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同7.7.具有一定的边界特征：在自然条件下，有些群落具有明显的边界，具有一定的边界特征：在自然条件下，有些群落具有明显的边界，可清楚的区分；有些那么不具有明显边界，而呈连续变化中。可清楚的区分；有些那么不具有明显边界，而呈连续变化中。8.8.组成物种之间相互作用：组成物种之间相互作用：群落中的物种是有规律的共处的，这种有群落中的物种是有规律的共处的，这种有规律的共处是在长期相互竞争、相
6、互适应、协同进化中形成的。不是规律的共处是在长期相互竞争、相互适应、协同进化中形成的。不是一个简单的植物集合体，而是一个有机整体。某一关键物种的消失常一个简单的植物集合体，而是一个有机整体。某一关键物种的消失常可带来整个群落的崩溃可带来整个群落的崩溃三、植物群落的性质三、植物群落的性质关于群落性质问题，存在着两个对立的观点，即机体论和个体论。关于群落性质问题，存在着两个对立的观点，即机体论和个体论。1机体论：认为群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系机体论：认为群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体一样统，像有机体一样 美国的美国的Clements，将群落从先峰阶段到顶极阶
7、段演替过程，比似为有，将群落从先峰阶段到顶极阶段演替过程，比似为有机体的生活史，各不同演替阶段看作有机体不同发育时期。即有诞生、机体的生活史，各不同演替阶段看作有机体不同发育时期。即有诞生、生长、成熟和死亡。生长、成熟和死亡。英国英国Tansley支持机体论观点，并且强调应把群落看作整体来研究，支持机体论观点，并且强调应把群落看作整体来研究，并由此开展成生态系统概念。并由此开展成生态系统概念。法国法国Braun-BlanquetBraun-Blanquet等那么更直接地把群落比似为等那么更直接地把群落比似为“种，并模仿生种，并模仿生物分类的等级制，将群落划分为群丛、群丛属、群丛目、群丛纲和群丛
8、物分类的等级制，将群落划分为群丛、群丛属、群丛目、群丛纲和群丛门，群丛以下还有亚群丛、群丛变型等。门，群丛以下还有亚群丛、群丛变型等。2 2个体论：认为群落并非自然界的实体，而是生态学家为了便于研个体论：认为群落并非自然界的实体，而是生态学家为了便于研究，从一个连续变化的植被连续体中，人为确定的一组物种的集合究，从一个连续变化的植被连续体中，人为确定的一组物种的集合 威斯康星学派的创始人威斯康星学派的创始人GleasonGleason认为任何有机体的比似都是欠妥的。群认为任何有机体的比似都是欠妥的。群落的存在依赖于特定的生境与物种的选择性，而环境条件在空间和时间落的存在依赖于特定的生境与物种的
9、选择性，而环境条件在空间和时间上都是不断变化的，所以，群落之间不具有明显的边界，其差异性是连上都是不断变化的，所以，群落之间不具有明显的边界，其差异性是连续的续的美国美国Whittaker和俄国和俄国Ramensky是个体论的强烈支持者，而且用是个体论的强烈支持者，而且用梯度分析与排序等定量方法研究植被，证明了群落并不是一个个梯度分析与排序等定量方法研究植被，证明了群落并不是一个个别离的有明显边界的实体，多数情况下在空间和时间上是连续的。别离的有明显边界的实体，多数情况下在空间和时间上是连续的。3中间派：也有一些学者占在中立的立场上，认为机体论与中间派：也有一些学者占在中立的立场上，认为机体论
10、与个体论都未能包括全部真理，现实群落可能就处在两者之间，即个体论都未能包括全部真理，现实群落可能就处在两者之间，即在在Gleason-Clements轴中的任何一点。轴中的任何一点。2 植物植物群落的种类组成群落的种类组成一、分析群落种类组成的重要意义一、分析群落种类组成的重要意义 种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落性质最重要的因种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的根本特征素，也是鉴别不同群落类型的根本特征如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、桦木如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、桦木
11、科、槭树科和杨柳科的一些种类科、槭树科和杨柳科的一些种类我们校园里的杂草群落那么主要由一些伴人植物我们校园里的杂草群落那么主要由一些伴人植物 ，如菊科、十字花科、，如菊科、十字花科、藜科和禾本科的一些种类。藜科和禾本科的一些种类。二、植物二、植物群落的群落的种类组成的成员型种类组成的成员型植物群落中的各类植物按其重要性或数量可分为：植物群落中的各类植物按其重要性或数量可分为：优势种与建群种优势种与建群种亚优势种亚优势种 伴生种伴生种偶见种稀见种偶见种稀见种1.优势种与建群种优势种与建群种1优势种优势种dominant species：指对群落的构造和群落环境的形：指对群落的构造和群落环境的形成
12、有明显控制作用的植物种。成有明显控制作用的植物种。特点：一般个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能特点：一般个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强，即优势度较大的种力较强，即优势度较大的种群落的不同层次可以有各自的优势种，如森林群落的乔木层、灌木层、群落的不同层次可以有各自的优势种，如森林群落的乔木层、灌木层、草本层和地被层各有优势种草本层和地被层各有优势种 2 2建群种建群种edificator edificator 或或 constructive species constructive species 概念：指群落优势层的优势种概念：指群落优势层的优势种 如
13、：森林群落乔木层的优势种，草原群落上层的优势种等如：森林群落乔木层的优势种，草原群落上层的优势种等单优种群落单优种群落群落中建群种只有一个的群落群落中建群种只有一个的群落共优势种群落共建种群落共优势种群落共建种群落建群种有两个以上的群落建群种有两个以上的群落 如：热带雨林种类组成丰富，构造复杂，一般为如：热带雨林种类组成丰富，构造复杂，一般为“共建种群落共建种群落2.亚优势种亚优势种subdominant 指个体数量与作用都仅次于优势种，在决定群落性质和控制群落环指个体数量与作用都仅次于优势种，在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种境方面仍起着一定作用的植物种3.伴生种伴生种c
14、ompanion species 指群落中的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用种类指群落中的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用种类 4.偶见种或稀见种偶见种或稀见种rare species 指在群落中出现频率很低而数量稀少的种类指在群落中出现频率很低而数量稀少的种类偶见种对生态环境的变化常具有一定的指示意义。偶见种对生态环境的变化常具有一定的指示意义。3 植物植物群落种类组成的数量特征群落种类组成的数量特征 一、分析群落种类组成的重要意义一、分析群落种类组成的重要意义 种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落性质最重要的因种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落
15、性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的根本特征素，也是鉴别不同群落类型的根本特征如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、桦木如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、桦木科、槭树科和杨柳科的一些种类科、槭树科和杨柳科的一些种类我们校园里的杂草群落那么主要由一些伴人植物我们校园里的杂草群落那么主要由一些伴人植物 ，如菊科、十字花科、，如菊科、十字花科、藜科和禾本科的一些种类。藜科和禾本科的一些种类。一、植物群落种类组成的调查方法一、植物群落种类组成的调查方法 1 1代表样地的选择要注意代表样地的选择要注意6 6个原那么：个原那么：群落构造要完整群落构造要完整
16、生境条件要一致生境条件要一致 反映群落的普遍特征反映群落的普遍特征 设在群落中心典型局部，避开过渡地段设在群落中心典型局部，避开过渡地段 样地显著实物标记，如样方框或样线等样地显著实物标记，如样方框或样线等 样地的大小应不小于群落的最小表现面积样地的大小应不小于群落的最小表现面积2最小表现面积：最小表现面积：指能够足以确定该群落所有主要特征的最小地段，主要特征包括：指能够足以确定该群落所有主要特征的最小地段，主要特征包括：种类成分、群落构造与生境特点种类成分、群落构造与生境特点 群落片断：当一个群落的个别地段面积较小，不能完全表现该群落群落片断：当一个群落的个别地段面积较小，不能完全表现该群落
17、的所有主要特征时，这样的地段常称为群落片断的所有主要特征时，这样的地段常称为群落片断图3-1 巢式样方法模式图4m2 2 m21 m2 1/2 m21/4 m21/816111621260246810121416取样面积（m2）种 数图3-2 草本野生植物种-面积曲线参考图群落的最小表现面积一般随群落种类组成的丰富程度而变化，群落的最小表现面积一般随群落种类组成的丰富程度而变化，种类越丰富最小表现面积越大。种类越丰富最小表现面积越大。如：如：热带雨林为热带雨林为2500m2 北方针叶林为北方针叶林为400 m2 灌丛群落为灌丛群落为25100 m2 温带草原群落为温带草原群落为14 m2二、种
18、类组成的数量特征调查与分析二、种类组成的数量特征调查与分析 一种的个体数量指标一种的个体数量指标1.1.多度多度abundanceabundance：一个种在群落中个体数目多少的相对参数：一个种在群落中个体数目多少的相对参数通常采用目测估计法分成多度级确定。是一种进展快速群落调查常通常采用目测估计法分成多度级确定。是一种进展快速群落调查常用的数量指标。用的数量指标。采用多度指标时注意以下采用多度指标时注意以下4 4点：点：可在样地内进展估计，也可不受样地限制，对群落整体作全面考可在样地内进展估计，也可不受样地限制，对群落整体作全面考只能在属于同一生活型植物间进展比较只能在属于同一生活型植物间进
19、展比较多度目估受工作者熟练程度、精力状况、偏见、植物特点、种群格多度目估受工作者熟练程度、精力状况、偏见、植物特点、种群格局、甚至天气状况等影响局、甚至天气状况等影响易出现误差，优点是快速易出现误差，优点是快速2.密度密度density 概念：指单位面积上的植物株数，概念：指单位面积上的植物株数，d=N/S.相对密度相对密度relative density：某个种的密度占总密度的百分比：某个种的密度占总密度的百分比 密度比密度比density ratio：某一物种密度与群落中最高种密度之比：某一物种密度与群落中最高种密度之比 3.盖度盖度coverage1投影盖度：植物地上局部垂直投影面积占样
20、地面积的百分比投影盖度：植物地上局部垂直投影面积占样地面积的百分比 2相对盖度：某种的盖度占所有植物盖度之和的百分比相对盖度：某种的盖度占所有植物盖度之和的百分比3盖度比：某种的盖度与最大种盖度之比盖度比：某种的盖度与最大种盖度之比 4 4基盖度：植物基部的覆盖面积。树木以基盖度：植物基部的覆盖面积。树木以1.3m1.3m胸径断面计；草本常胸径断面计；草本常以离地面以离地面2.54cm(12.54cm(1英寸英寸)高度处断面计高度处断面计 5 5分盖度种盖度、层盖度种组盖度和总盖度群落盖度。分盖度种盖度、层盖度种组盖度和总盖度群落盖度。分盖度之和与层盖度之和均大于总盖度。分盖度之和与层盖度之和
21、均大于总盖度。6郁闭度：指林冠覆盖面积与地外表积的比例郁闭度：指林冠覆盖面积与地外表积的比例4.频度频度frequency概念：指某个种在调查范围内出现的频率概念：指某个种在调查范围内出现的频率通常表达方式：通常表达方式：f=出现样方数出现样方数/样方总数样方总数100%4.高度高度height概念：是测量植物体体长的指标概念：是测量植物体体长的指标1自然高度与绝对高度自然高度与绝对高度2高度比：某植物种高度与最高种高度之比高度比：某植物种高度与最高种高度之比5.重量重量weight概念：是衡量种群的生物量概念：是衡量种群的生物量biomass或现存量或现存量standing crop多多少的
22、指标。重量在草本群落研究中非常重要。少的指标。重量在草本群落研究中非常重要。1鲜重和干重鲜重和干重2相对重量：单位面积或容积内某种占全部种重量的百分比相对重量：单位面积或容积内某种占全部种重量的百分比3重量比：某种重量与最大重量种重量比重量比：某种重量与最大重量种重量比6.体积体积volume概念：是生物占空间大小的度量指标。概念：是生物占空间大小的度量指标。森林群落研究中非常重要，通常称为材积量，计算公式：森林群落研究中非常重要，通常称为材积量，计算公式：形数：形数：是树干体积与等高同底圆柱体体积之比，因不同树种而异。是树干体积与等高同底圆柱体体积之比，因不同树种而异。V=shf胸高断面积树
23、高形数二种的综合数量特征二种的综合数量特征表示一个种在群落中地位和作用的综合数量指标，一般通过上述数量特征表示一个种在群落中地位和作用的综合数量指标，一般通过上述数量特征参数计算，主要有：参数计算，主要有：1.1.重要值重要值importance valueimportance value：某种植物在群落中的相对重要性：某种植物在群落中的相对重要性 重要值重要值=相对密度相对密度+相对频度相对频度+相对盖度相对盖度 2.2.优势度优势度dominancedominance ：某种植物在群落中的优势程度：某种植物在群落中的优势程度一般用综合优势比一般用综合优势比SDRSDR表示，在相对密度、相对
24、频度、相对盖度、相相表示，在相对密度、相对频度、相对盖度、相相对重量等参数中任选对重量等参数中任选2 2、3 3、4 4和和5 5项。分为项。分为2 2因素、因素、3 3因素、因素、4 4因素和因素和5 5因素因素 如：如：SDR3=SDR3=相对密度相对密度+相对频度相对频度+相对盖度相对盖度/3 /3 第五章第五章 植物群落的构造植物群落的构造 一、群落的构造要素一、群落的构造要素 一生活型一生活型life formlife form 概念：生物对外界环境适应的外部表现形式，是对环境条件趋同适应的概念：生物对外界环境适应的外部表现形式，是对环境条件趋同适应的结果。结果。l高位芽植物高位芽植
25、物l地上芽植物地上芽植物l地面芽植物地面芽植物l地下芽植物地下芽植物l一年生植物一年生植物2.生长型生长型(growth form)?中国植被中国植被?按植物体态划分出植物的生长型类群。生长型按植物体态划分出植物的生长型类群。生长型=生活型生活型。分。分为为4大类，大类，14小类。小类。u木本植物木本植物 u半木本植物半木本植物u草本植物草本植物u叶状体植物叶状体植物二层片二层片synusiasynusia 概念：指群落中同一生活型不同植物种的组合，是群落的三维生态构概念：指群落中同一生活型不同植物种的组合，是群落的三维生态构造。由法瑞学派提出。造。由法瑞学派提出。v层片的特征：层片的特征：每
26、一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间，而且层片的时空每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间，而且层片的时空变化形成了植物群落不同的构造特征变化形成了植物群落不同的构造特征(三三)叶片叶片大小、性质及叶面积指数大小、性质及叶面积指数 二、植物群落的外貌与季相二、植物群落的外貌与季相 1.1.群落外貌群落外貌physiognomyphysiognomy概念：指群落的外表形态，决定于群落优势的生活型和层片构造概念：指群落的外表形态，决定于群落优势的生活型和层片构造例如：针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林等。草原与草甸等例如：针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林等。草原与草甸等2.2.季相季相aspec
27、taspect概念：指随着气候季节性交替，群落呈现不同外貌的现象，可以表概念：指随着气候季节性交替，群落呈现不同外貌的现象，可以表现为色彩、高度的不同等。现为色彩、高度的不同等。季相变化也称为群落的时间构造季相变化也称为群落的时间构造三、植物群落的垂直构造三、植物群落的垂直构造 概念：指群落的成层性，如一般森林群落概念：指群落的成层性，如一般森林群落都有可分为乔木层、灌木层、草本层和地都有可分为乔木层、灌木层、草本层和地被层。有的乔木层还可分为林冠层和下木被层。有的乔木层还可分为林冠层和下木层层群落垂直构造的特点：群落垂直构造的特点：1 1温带落叶林成层现象最明显，寒温温带落叶林成层现象最明显
28、，寒温带针叶林最简单，而热带雨林最复杂。草带针叶林最简单，而热带雨林最复杂。草本群落也有成层性本群落也有成层性 2 2不仅表现在地上局部，地下根系也有明显的成层性，不同种类的根不仅表现在地上局部，地下根系也有明显的成层性，不同种类的根系可分布在不同的土层深度系可分布在不同的土层深度 3 3动物的分层性也很普遍。如不同鸟类分布在森林不同层次上。有动物的分层性也很普遍。如不同鸟类分布在森林不同层次上。有些动物是树栖的，有些是栖息在灌丛中或草丛中等些动物是树栖的，有些是栖息在灌丛中或草丛中等 群落成层性的生态意义群落成层性的生态意义1 1提高了有限资源的时空利用范围和利用效率，因此，有助于提提高了有
29、限资源的时空利用范围和利用效率，因此，有助于提高群落的生产力水平高群落的生产力水平2 2减少了物种为争夺食物和养分等资源的竞争，使群落拥有更高减少了物种为争夺食物和养分等资源的竞争，使群落拥有更高的物种多样性的物种多样性3 3提高了生物群落的稳定性和对环境的改造作用，增强了抵御外提高了生物群落的稳定性和对环境的改造作用，增强了抵御外界干扰的能力界干扰的能力4 4复杂程度是生态环境的一种指示指标，一般层次越复杂，成层复杂程度是生态环境的一种指示指标，一般层次越复杂，成层构造越复杂，极端环境中的生物群落是非常简单的构造越复杂，极端环境中的生物群落是非常简单的 四、植物群落的水平构造四、植物群落的水
30、平构造水平构造：是指群落的配置状况或水平格局，是群落在水平空间上表现水平构造：是指群落的配置状况或水平格局，是群落在水平空间上表现的斑块相间的现象。也称为镶嵌性的斑块相间的现象。也称为镶嵌性mosaicmosaicv群落镶嵌性形成的主要原因：群落镶嵌性形成的主要原因：v1 1环境条件的不均匀，如微地形起伏、土壤湿度、盐碱含量变化环境条件的不均匀，如微地形起伏、土壤湿度、盐碱含量变化等等v2 2聚集性分布聚集性分布v3 3动物影响挖穴动物影响挖穴v4 4人为影响人为影响五、群落交织区与边缘效应五、群落交织区与边缘效应 1.1.群落交织区群落交织区ecotoneecotone也称生态交织区或生态过
31、渡带也称生态交织区或生态过渡带概念：是指两个或多个群落生态系统之间的过渡区域概念：是指两个或多个群落生态系统之间的过渡区域例如：森林与草原之间；森林类型间；城乡之间；牧区与农区间例如：森林与草原之间；森林类型间；城乡之间；牧区与农区间 2.2.边缘效应边缘效应edge effectedge effect概念：指构成交织带的群落或生态系统之间能量、物质、信息及物概念：指构成交织带的群落或生态系统之间能量、物质、信息及物种的交流与相互作用种的交流与相互作用交织区的生态特点：交织区的生态特点：1 1交织带的宽窄不同；有的是逐渐过渡，有的是突然性的；有交织带的宽窄不同；有的是逐渐过渡，有的是突然性的；有的比较稳定，有的不断变化的比较稳定，有的不断变化 2 2自然生态交织区环境条件比较复杂和异质性较高，因此往往自然生态交织区环境条件比较复杂和异质性较高，因此往往具有更大的物种多样性具有更大的物种多样性3 3人类活动影响下所形成的生态交织区，如城乡交织区、农牧人类活动影响下所形成的生态交织区，如城乡交织区、农牧交织区等，是生态环境的脆弱区，对全球变化、土地荒漠化、环交织区等，是生态环境的脆弱区，对全球变化、土地荒漠化、环境污染等比较敏感境污染等比较敏感
