群落与生态系统课件.ppt
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1、第一章第一章 群落生态学群落生态学 一一、群落的特征与命名、群落的特征与命名(一(一)概念)概念:群落群落是一定地区内所栖息的各种生物种群(动物、是一定地区内所栖息的各种生物种群(动物、植物、微生物)的自然组合。植物、微生物)的自然组合。群落是指生态系统中有生命的那一部分。群落是指生态系统中有生命的那一部分。群落是一种泛指的概念,它可以用来指各种不同大小及自然特性群落是一种泛指的概念,它可以用来指各种不同大小及自然特性 的有生命物体的组合。的有生命物体的组合。小:一棵树(包括树上的生物)是一个群落。小:一棵树(包括树上的生物)是一个群落。大:一片森林,也是一个群落。大:一片森林,也是一个群落。
2、群落是自然界中层次结构的一个基本单位,它主要是强调生物之群落是自然界中层次结构的一个基本单位,它主要是强调生物之 间的相互作用。间的相互作用。1、一个群落中的所有生物,在生态上是互相联系的、一个群落中的所有生物,在生态上是互相联系的 整个群落中的所有物种,都是彼此依赖、相互作用而共整个群落中的所有物种,都是彼此依赖、相互作用而共同生活在一起的一个有机的整体。如一个森林群落中,上层同生活在一起的一个有机的整体。如一个森林群落中,上层是乔木树冠遮荫,为下层灌木和草本植物建立了一个适于生是乔木树冠遮荫,为下层灌木和草本植物建立了一个适于生存的环境。存的环境。土壤中的微生物和真菌必须依赖绿色植物制造的
3、有机物土壤中的微生物和真菌必须依赖绿色植物制造的有机物才能生存。而真菌和细菌的分解作用又为乔木、灌木提供无才能生存。而真菌和细菌的分解作用又为乔木、灌木提供无机物。机物。此外,捕食、竞争、寄生、共生等种间关系,也是构成此外,捕食、竞争、寄生、共生等种间关系,也是构成生物群落的基础。生物群落的基础。2、群落与环境的不可分割性、群落与环境的不可分割性 气候和土壤特征在决定群落的类型和特征上起着决定气候和土壤特征在决定群落的类型和特征上起着决定性的作用,群落也对其环境的许多特征起着决定性的作用。性的作用,群落也对其环境的许多特征起着决定性的作用。如沙漠在没有植物时十分荒凉,但通过治沙后有了植被,如沙
4、漠在没有植物时十分荒凉,但通过治沙后有了植被,各种动植物也逐渐增多起来。各种动植物也逐渐增多起来。3、各种生物在群落中的重要作用是不相等的。、各种生物在群落中的重要作用是不相等的。根据物种在群落中功能的重要性不同,有优势种和从根据物种在群落中功能的重要性不同,有优势种和从属种之分。属种之分。4、群落具有空间和时间结构。、群落具有空间和时间结构。空间结构空间结构垂直分层;垂直分层;时间结构时间结构随着昼夜和季节不同,群落的结构产生变随着昼夜和季节不同,群落的结构产生变化。化。5、群落结构的松散型和边界的模糊性。、群落结构的松散型和边界的模糊性。松散型:分层结构、物种组成都是松散的。松散型:分层结
5、构、物种组成都是松散的。边界的模糊性:如森林群落和草原群落之间的过渡地边界的模糊性:如森林群落和草原群落之间的过渡地带,两边的群落往往犬牙交错地混杂在一起。带,两边的群落往往犬牙交错地混杂在一起。(三)群落的命名三)群落的命名 群落的命名根据下述三方面的特征:群落的命名根据下述三方面的特征:1、根据群落中的优势种、根据群落中的优势种:如红松林群落、云杉林群落。如红松林群落、云杉林群落。2、根据群落所占的自然生态环境、根据群落所占的自然生态环境:如山泉激流群落、沙如山泉激流群落、沙质海滩群落。质海滩群落。3、根据优势种的主要生活型、根据优势种的主要生活型:如热带雨林群落,草甸沼如热带雨林群落,草
6、甸沼泽群落。泽群落。在优势种类太多时,若用优势种命名则命名长而导致在优势种类太多时,若用优势种命名则命名长而导致混乱,故用一群优势种的总称(如林、草甸)生活条件混乱,故用一群优势种的总称(如林、草甸)生活条件(生活型)群落名称。(生活型)群落名称。二、群落的结构和物种组成二、群落的结构和物种组成 (一)群落的结构(一)群落的结构 1、群落的垂直分层结构、群落的垂直分层结构 群落呈现垂直分层现象,这是由于在不同层次中的环群落呈现垂直分层现象,这是由于在不同层次中的环境条件(光照、温度、湿度、食物)的不同而不同,生物境条件(光照、温度、湿度、食物)的不同而不同,生物产生不同的结果。产生不同的结果。
7、森林群落中森林群落中:阳性植物(全光照)构成林冠层。耐:阳性植物(全光照)构成林冠层。耐荫植物从中层往下依次构成乔木层、灌木层、草本层、地荫植物从中层往下依次构成乔木层、灌木层、草本层、地被层(苔癣等)。被层(苔癣等)。在地下层则由植物根,根际微生物、蚯蚓、昆虫幼在地下层则由植物根,根际微生物、蚯蚓、昆虫幼虫和真菌等,杂居于根际。虫和真菌等,杂居于根际。在群落的不同层次中栖息着不同的动物在群落的不同层次中栖息着不同的动物所以动物所以动物在群落中也分层。林冠层、乔木层、灌木层、草本层、地在群落中也分层。林冠层、乔木层、灌木层、草本层、地被层、地下层。不同分层为动物提供不同食物,不同层次被层、地下
8、层。不同分层为动物提供不同食物,不同层次提供不同的微气候、不同的隐蔽所。提供不同的微气候、不同的隐蔽所。鸟类:杜鹃、林鸽喜欢在林冠层;长尾山雀、旋木雀、鸟类:杜鹃、林鸽喜欢在林冠层;长尾山雀、旋木雀、青山雀青山雀乔木层;沼泽山雀、大山雀、棕头鸦雀乔木层;沼泽山雀、大山雀、棕头鸦雀灌木层;灌木层;乌鸫乌鸫草本层。草本层。根据中国西双版纳调查:根据中国西双版纳调查:(动物的垂直分层)(动物的垂直分层)在树高在树高1520m的主林层中:的主林层中:栖息有大树蛙、棕褶树蛙、斑飞栖息有大树蛙、棕褶树蛙、斑飞 蜥及林栖的留鸟、候鸟和旅鸟;蜥及林栖的留鸟、候鸟和旅鸟;在在1015m的次层林中:的次层林中:有
9、黑蹼树蛙、白脸大树蛙、还有有黑蹼树蛙、白脸大树蛙、还有 多种树蜥;多种树蜥;在近地面的地被层中:在近地面的地被层中:有多种蛇类、蜥蜴类、锯腿树蛙、有多种蛇类、蜥蜴类、锯腿树蛙、宝兴树蛙、华西树蛙、红蹼树蛙、宝兴树蛙、华西树蛙、红蹼树蛙、鸟类、兽类等动物;鸟类、兽类等动物;在土壤中:在土壤中:有穴居生活的双带鱼螈、盲蛇、有穴居生活的双带鱼螈、盲蛇、肉鳞蛇、蛇蜥,其它土壤动物肉鳞蛇、蛇蜥,其它土壤动物 及数量庞大的微生物。及数量庞大的微生物。再如:水生动物群落分层也很明显,一般分为:再如:水生动物群落分层也很明显,一般分为:漂游生物漂游生物浮游生物浮游生物游泳生物游泳生物底栖生底栖生物物附底动物附
10、底动物底内动物。底内动物。利用群落分层的实例:利用群落分层的实例:淡水养殖业中,利用不同鱼类适应不同水层和淡水养殖业中,利用不同鱼类适应不同水层和食物不同,进行鱼类混养,提高产量。如青、草、食物不同,进行鱼类混养,提高产量。如青、草、鲢、鳙、鲤鱼混养。鲢、鳙生活在上层,以浮游生鲢、鳙、鲤鱼混养。鲢、鳙生活在上层,以浮游生物为食,鲤鱼、青鱼底栖,青鱼吃螺蛳,鲤鱼杂食。物为食,鲤鱼、青鱼底栖,青鱼吃螺蛳,鲤鱼杂食。群落中生物根据光合作用不同分二层:群落中生物根据光合作用不同分二层:(1)自养层(绿色层)自养层(绿色层):陆生群落和水生群:陆生群落和水生群落中能接受阳光进行光合作用层次落中能接受阳光
11、进行光合作用层次自己制造自己制造有机物。有机物。(2)异养层(褐色层):不能进行光合作用制)异养层(褐色层):不能进行光合作用制造有机物,主要利用自养层制造的有机物,主要造有机物,主要利用自养层制造的有机物,主要指微生物等。指微生物等。2、群落的水平分区结构、群落的水平分区结构 群落的水平分区结构决定于植物的分布型。群落的水平分区结构决定于植物的分布型。植物的分布型又决定于环境因子的差别。植物的分布型又决定于环境因子的差别。如:在陆地群落范围内的各点,地面有凹凸、山丘有大如:在陆地群落范围内的各点,地面有凹凸、山丘有大小、土层有厚薄,水位有高低、阳光照射有南北等差别。小、土层有厚薄,水位有高低
12、、阳光照射有南北等差别。环境因子的这些差别,必然造成群落中的生物,尤其是环境因子的这些差别,必然造成群落中的生物,尤其是定居性的植物,在各位点上,分布不均匀。除了环境因子影定居性的植物,在各位点上,分布不均匀。除了环境因子影响动物的水平分布外,植物的分布型也在很大程度上影响动响动物的水平分布外,植物的分布型也在很大程度上影响动物的分布。物的分布。3、群落的时间格局、群落的时间格局 因为环境因素具有明显的昼夜节律和季节节律,所以群因为环境因素具有明显的昼夜节律和季节节律,所以群落的结构也随之变化。落的结构也随之变化。群落昼夜相群落昼夜相 如:如:白天:蝶类、蜂类、蝇类。白天:蝶类、蜂类、蝇类。一
13、块农田里一块农田里 夜晚:夜蛾类、螟蛾类夜晚:夜蛾类、螟蛾类 白天:各种鸟类、松鼠白天:各种鸟类、松鼠 一片森林一片森林 夜晚:猫头鹰、夜莺、鼯鼠、林姬鼠夜晚:猫头鹰、夜莺、鼯鼠、林姬鼠群落季节相群落季节相 如:温带落叶阔叶林。如:温带落叶阔叶林。冬季:树木光秃,草被枯黄,很多迁徙性鸟冬季:树木光秃,草被枯黄,很多迁徙性鸟类飞到南方越冬,居留的只有留鸟和迁来的冬候类飞到南方越冬,居留的只有留鸟和迁来的冬候鸟,变温动物进入休眠状态。鸟,变温动物进入休眠状态。春季:树林、草地披上绿色春装,冬候鸟北春季:树林、草地披上绿色春装,冬候鸟北去繁殖,夏候鸟飞来繁殖,变温动物苏醒过来。去繁殖,夏候鸟飞来繁殖
14、,变温动物苏醒过来。所以季节的不同,群落的结构差异很大所以季节的不同,群落的结构差异很大。(二)群落的物种组成(二)群落的物种组成 1、优势种、优势种 群落常有一种或少数几种(或很多种)生物决定其群落常有一种或少数几种(或很多种)生物决定其主要特征,或有很多物种决定其主要特征。这些种称为优主要特征,或有很多物种决定其主要特征。这些种称为优势种。势种。优势种:决定群落主要特征的物种。优势种:决定群落主要特征的物种。优势种的作用:优势种具有控制群落的作用,若把优势种的作用:优势种具有控制群落的作用,若把群落中的优势种除去,必然导致群落发生重要变化,但是群落中的优势种除去,必然导致群落发生重要变化,
15、但是把非优势种除去,只会发生较小的变化。把非优势种除去,只会发生较小的变化。优势种常是个体数量十分多的种。在研究中,按动优势种常是个体数量十分多的种。在研究中,按动物数量分为三种情况,:物数量分为三种情况,:(1)优势种:个体数量占总数的)优势种:个体数量占总数的10%以上。以上。(2)常见种:个体数量占总数的)常见种:个体数量占总数的110%。(3)稀有种:个体数量占总数的)稀有种:个体数量占总数的1%以下。以下。2、种的多样性、种的多样性 种的多样性包含两个意思,:种的多样性包含两个意思,:(1)种的丰富性:群落所含有种数的多少,称为种的丰富)种的丰富性:群落所含有种数的多少,称为种的丰富
16、性,群落所含的种数越多,群落的多样性就应越大。性,群落所含的种数越多,群落的多样性就应越大。(2)群落的异质性:群落中各个种的相对密度称为群落的)群落的异质性:群落中各个种的相对密度称为群落的异质性。异质性。例如:有两个群落,各由两个种组成群落。例如:有两个群落,各由两个种组成群落。群落群落1、由、由99个个A和和1个个B组成;而群落组成;而群落2、由、由50个个A和和50个个B组成组成,那么后者群落的异质性程度高。而前者异质那么后者群落的异质性程度高。而前者异质性程度低。因为前者群落的面貌几乎全为性程度低。因为前者群落的面貌几乎全为A种决定。后者种决定。后者群落的多样性大。群落的多样性大。在
17、一个群落中,各个种的相对密度越均匀。群落的异在一个群落中,各个种的相对密度越均匀。群落的异质性程度越大。质性程度越大。热带地区的动物、植物种类很多,其种的多样热带地区的动物、植物种类很多,其种的多样性显然高于温带和北极地区性显然高于温带和北极地区全球性的多样性等全球性的多样性等级如:级如:马来西亚的热带雨林:马来西亚的热带雨林:227种乔木种乔木/2公顷样方,公顷样方,北美密执安的落叶林:北美密执安的落叶林:105种乔木种乔木/2公顷样方。公顷样方。蛇类:墨西哥:蛇类:墨西哥:293种;美国:种;美国:126种;加拿大:种;加拿大:22种。种。三、世界上的主要生物群落型三、世界上的主要生物群落
18、型(一)陆地生物群落(一)陆地生物群落 1、热带雨林、热带雨林(tropical rain forest)见于南北纬度见于南北纬度100之间的低海拔地区。我国的热带雨林分布在台之间的低海拔地区。我国的热带雨林分布在台湾南部沿海,海南岛,沿广西海岸,云南、贵州边境。湾南部沿海,海南岛,沿广西海岸,云南、贵州边境。年降雨量充足(超过年降雨量充足(超过1800毫米),日平均温度毫米),日平均温度20300C。湿度较。湿度较高。高。占优势的植物都是高大的常绿乔木。种的多样性极高。占优势的植物都是高大的常绿乔木。种的多样性极高。动物种类很多,每种的个体数很少,有人说:动物种类很多,每种的个体数很少,有人
19、说:“在这里要捉到一在这里要捉到一百个不同种类的个体,比获得同一种的一百个个体更容易。百个不同种类的个体,比获得同一种的一百个个体更容易。”代表动物有长臂猿、猩猩、树鼩、眼镜猴、懒猴,还有大象、犀代表动物有长臂猿、猩猩、树鼩、眼镜猴、懒猴,还有大象、犀牛、豪猪、食果大蝙蝠等。鸟类有鹦鹉、蜂鸟、极乐鸟等。牛、豪猪、食果大蝙蝠等。鸟类有鹦鹉、蜂鸟、极乐鸟等。2、热带落叶林、热带落叶林(tropical deciduous forest)见于赤道以外的热带低海拔地区,最典型代表是南亚见于赤道以外的热带低海拔地区,最典型代表是南亚的季雨林。的季雨林。降雨量季节分布均匀,在漫长的旱季中,许多乔木和降雨量
20、季节分布均匀,在漫长的旱季中,许多乔木和林下植物有落叶现象。林下植物有落叶现象。3、旱生林、旱生林(thorn forest)热带、亚热带,旱生林见于热而干燥或半干燥的低海热带、亚热带,旱生林见于热而干燥或半干燥的低海拔地区。拔地区。优势植物是小而多刺的乔木或灌木及肉质植物(仙人优势植物是小而多刺的乔木或灌木及肉质植物(仙人掌),大多数植物在漫长的旱季中无叶,在雨季则十分繁掌),大多数植物在漫长的旱季中无叶,在雨季则十分繁茂。茂。热带落叶林和旱生林的动物种类没有什么特色,它们热带落叶林和旱生林的动物种类没有什么特色,它们大多来自邻近的生物群落。大多来自邻近的生物群落。4、热带稀树草原、热带稀树
21、草原(savanna,热带萨王纳热带萨王纳)见于海拔中等,具有季节性干旱的地区。那里常出现火灾,见于海拔中等,具有季节性干旱的地区。那里常出现火灾,有利于多年生草本植物生长,不利于乔木生长。有利于多年生草本植物生长,不利于乔木生长。具有稀疏乔木、灌木的蒿草草地。非洲中部、东部具有稀疏乔木、灌木的蒿草草地。非洲中部、东部最最大的稀树草原,此外南美的巴西、委内瑞拉,北美的墨西哥,大的稀树草原,此外南美的巴西、委内瑞拉,北美的墨西哥,亚洲的印度和缅甸的中部,澳洲大陆东部和北部。亚洲的印度和缅甸的中部,澳洲大陆东部和北部。我国是否有稀树草原尚无定论。我国是否有稀树草原尚无定论。在非洲的稀树草原上有大量
22、的食草性哺乳动物及食肉动物。在非洲的稀树草原上有大量的食草性哺乳动物及食肉动物。代表动物:斑马、大角班羚、大羚羊、角马、长颈鹿、还有黑代表动物:斑马、大角班羚、大羚羊、角马、长颈鹿、还有黑犀牛、白犀牛、狮子、猎豹和鬣狗。非洲鸵鸟。犀牛、白犀牛、狮子、猎豹和鬣狗。非洲鸵鸟。由于降水有季节性,有蹄类和鸟类有季节性迁移现象,所由于降水有季节性,有蹄类和鸟类有季节性迁移现象,所以群落的季节相明显。以群落的季节相明显。5、荒漠、荒漠(desert)出现于海拔中等,纬度出现于海拔中等,纬度300400之间的副热带无风之间的副热带无风地区,尤其在离海洋较远的大陆中心。最大的荒漠是连接地区,尤其在离海洋较远的
23、大陆中心。最大的荒漠是连接亚非两洲的大沙漠,包括北非的撒哈拉大沙漠,阿拉伯沙亚非两洲的大沙漠,包括北非的撒哈拉大沙漠,阿拉伯沙漠,中亚大沙漠和东亚大沙漠,后者包括我国的新疆,柴漠,中亚大沙漠和东亚大沙漠,后者包括我国的新疆,柴达木、准葛尔、哈里木、阿拉善等沙漠。达木、准葛尔、哈里木、阿拉善等沙漠。年降雨量低于年降雨量低于250mm,没有多年生植物,只有稀疏,没有多年生植物,只有稀疏的灌木,夹杂一些肉质植物,在短促的雨季中能生长生命的灌木,夹杂一些肉质植物,在短促的雨季中能生长生命周期短的草本植物。周期短的草本植物。在最近几个世纪,荒漠地区的面积明显扩大,造成这在最近几个世纪,荒漠地区的面积明显
24、扩大,造成这种局面的主要原因是过度放牧和其它人为因素。种局面的主要原因是过度放牧和其它人为因素。动物:跳鼠、犰狳、有袋类。鸟类:猛禽。动物:跳鼠、犰狳、有袋类。鸟类:猛禽。动物特点:荒漠动物冬眠、夏眠种类特别多,夜出活动动物特点:荒漠动物冬眠、夏眠种类特别多,夜出活动种类多。种类多。6、温带草地、温带草地(temperate grassland)出现于中等程度干燥,较寒冷的大陆性气候地区。出现于中等程度干燥,较寒冷的大陆性气候地区。我国主要分布在内蒙和大兴安岭以西的广大地区,向西我国主要分布在内蒙和大兴安岭以西的广大地区,向西逐渐过度为荒漠。逐渐过度为荒漠。植被分层简单,主要是草被层,多年生禾
25、本科草类占优植被分层简单,主要是草被层,多年生禾本科草类占优势,也有许多杂草类。草地火灾常见,有阻止灌木,乔木入势,也有许多杂草类。草地火灾常见,有阻止灌木,乔木入侵的作用,草地土壤腐殖质层发达、肥沃。因此许多地被开侵的作用,草地土壤腐殖质层发达、肥沃。因此许多地被开发为农业用地。发为农业用地。典型代表动物:高鼻羚羊、黄羊、野驴、野马、骆驼等,典型代表动物:高鼻羚羊、黄羊、野驴、野马、骆驼等,还有小型的黄鼠、仓鼠、跳鼠等。还有小型的黄鼠、仓鼠、跳鼠等。动物特点:草原动物中,具有季节性休眠、迁移和冬季动物特点:草原动物中,具有季节性休眠、迁移和冬季贮藏食物习性的种类很多,群落的昼夜相很明显。贮藏
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