最新8生态学第四章群落组成与结构课件.ppt

1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着

2、，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国

3、已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过

4、了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅群落的组成与结构群落的组成与结构生物群落的概念生物群落的概念群落的种类组成群落的种类组成群落的结构群落的结构群落组织群落组织影响群落结构的因素影响群落结构的因素机体论学派机体论学派v群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位，是有生群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位，是有生命的系统命的系统v群落演替的定向特征相当于生物的生活史或生物的发育，群落演替的定向特征相当于生物的生活史或生物的发育，具有机体特征具有机体特征群落都要经历从先锋阶段到顶级

5、阶段的演替过程群落都要经历从先锋阶段到顶级阶段的演替过程顶级群落受破坏后重复演替过程达到顶级群落阶段顶级群落受破坏后重复演替过程达到顶级群落阶段v代表人物代表人物:美国生态学家美国生态学家ClementsClements个体论学派个体论学派v群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化系列中的一个区段系列中的一个区段v因为在连续变化的环境下的群落组成是逐渐变化的，群落因为在连续变化的环境下的群落组成是逐渐变化的，群落间没有明显的边界间没有明显的边界群落和物种的关系不是有集体和组织器官的关系群落和物种的关系不是有集体和组织器官的关系群落的发

6、育过程是物种的更替和种群数量消长过程群落的发育过程是物种的更替和种群数量消长过程和有机体不同，群落不可能在不同生境下保持繁殖的一和有机体不同，群落不可能在不同生境下保持繁殖的一致性致性同一群落类型之间无遗传上的联系同一群落类型之间无遗传上的联系v代表人物：代表人物：H.A.GleasonH.A.Gleason现代生态学对群落的认识现代生态学对群落的认识v群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面v如果采取生境梯度的分析的方法，即排序的方法来研究连续群如果采取生境梯度的分析的方法，即排序的方法来研究连续群落变化，在不少情况下，表明群落并不是分离的、有明显

7、边界落变化，在不少情况下，表明群落并不是分离的、有明显边界的实体，而是在空间和时间上连续的一个系列的实体，而是在空间和时间上连续的一个系列v如果排序的结果构成若干点集的话，则可达到群落分类的目的；如果排序的结果构成若干点集的话，则可达到群落分类的目的；如果分类允许重叠的话，则又可反映群落的连续性如果分类允许重叠的话，则又可反映群落的连续性v群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥，关键在于研群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥，关键在于研究者看待问题的角度和尺度究者看待问题的角度和尺度群落的种类组成群落的种类组成最小面积最小面积种类组成性质分析种类组成性质分析种类组成的数量特征种类组成

8、的数量特征物种多样性物种多样性物种多样性的时空变化规律物种多样性的时空变化规律物种多样性空间变化学说物种多样性空间变化学说种间关联种间关联物种组成的性质分析物种组成的性质分析 种类组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴种类组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征，群落研究一般都从分析别不同群落类型的基本特征，群落研究一般都从分析种类组成开始。种类组成开始。为登记群落种类组成，首先要选择为登记群落种类组成，首先要选择样地样地，用一定的，用一定的方法进行方法进行取样取样，首先要确定样地大小，不同群落类型，首先要确定样地大小，不同群落类型，样地大小也不相同。但以不小于群落最小表

9、现面积为样地大小也不相同。但以不小于群落最小表现面积为宜，一般组成群落种类越丰富，最小表现面积越大。宜，一般组成群落种类越丰富，最小表现面积越大。例：热带雨林例：热带雨林2500m2，草原灌丛，草原灌丛25100m2，草原，草原100m2 对种类组成进行登记后，得到研究群落的生物种对种类组成进行登记后，得到研究群落的生物种类名录，种类组成一定程度上反映出群落性质。类名录，种类组成一定程度上反映出群落性质。然后，根据各个种在群落中的作用划分群落成员然后，根据各个种在群落中的作用划分群落成员型，常用的群落型，常用的群落成员型成员型 最小面积最小面积v概念：概念：包括组成群落的大多数物种包括组成群落

10、的大多数物种(95%)(95%)的面积的面积v组成群落的物种越丰富，群落的最小面积越大组成群落的物种越丰富，群落的最小面积越大热带雨林，热带雨林，50505050常绿阔叶林，常绿阔叶林，20202020针叶林及落叶林，针叶林及落叶林，10101010灌丛，灌丛，5 55 5 或或 10101010草地，草地，1 11 1 或或 2 22 2优势种和建群种优势种和建群种 对群落结构和群落环境的形成有明显控对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种，称制作用的植物种，称优势种优势种。通常是个体数。通常是个体数量多，投影盖度大，生物量高，体积较大，量多，投影盖度大，生物量高，体积较大，生活能力

11、较强，即优势度较大的种。生活能力较强，即优势度较大的种。群落不同层次可以有各自的优势种。群落不同层次可以有各自的优势种。其中优势层的优势种，常称为其中优势层的优势种，常称为建群种建群种。如果群落中建群种只有一个，则称为如果群落中建群种只有一个，则称为“单单优种群落优种群落”。如果具有两个或两个以上同等。如果具有两个或两个以上同等重要的群落，称重要的群落，称“共优种群共优种群落落”或或“共建种共建种群落群落”。v亚优势种亚优势种：指个体数量与作用次于优：指个体数量与作用次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起一定作用的植物种。境方面仍起一定作用的植物种

12、。v 伴生种伴生种：为群落的常见种类，与优势：为群落的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用。种相伴存在，但不起主要作用。偶见种或罕见种偶见种或罕见种：群落中出现频率很低的种类，：群落中出现频率很低的种类，多半是由于种群本身数量稀少的缘故。偶见种多半是由于种群本身数量稀少的缘故。偶见种可能偶然地由人们带入或随着某种条件的改变可能偶然地由人们带入或随着某种条件的改变而侵入群落中，也可能是衰退中的残遗种。有而侵入群落中，也可能是衰退中的残遗种。有些偶见种出现具生态指示意义。有的或可作地些偶见种出现具生态指示意义。有的或可作地方特征种来看待。方特征种来看待。在动物群落中，社会等级的确立，与植物中

13、在动物群落中，社会等级的确立，与植物中的群落成员型有相似之处。的群落成员型有相似之处。物种组成的数量特征物种组成的数量特征 有了所研究群落的完整的生物名录，有了所研究群落的完整的生物名录，只能说明群落中有哪些物种，要进一步只能说明群落中有哪些物种，要进一步说明群落特征，还必须研究不同种的数说明群落特征，还必须研究不同种的数量关系。量关系。对种类组成进行数量分析，是近代对种类组成进行数量分析，是近代群落分析技术的基础。群落分析技术的基础。分析指标：个体指标、综合指标分析指标：个体指标、综合指标个体指标个体指标v密度与多度：单位面积或单位空间上的一密度与多度：单位面积或单位空间上的一个实测数据。个

14、实测数据。d=N/S dd=N/S d：密度；：密度；N N：样地内某：样地内某种植物的个体数目；种植物的个体数目；S S：样地面积。（单位：样地面积。（单位面积上的植物株数）面积上的植物株数）v相对密度：是指样地内某一种植物的个体数相对密度：是指样地内某一种植物的个体数占全部物种个体数的百分比。某一物种的密占全部物种个体数的百分比。某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比被度占群落中密度最高的物种密度的百分比被称为密度比。称为密度比。v是表示一个种在群落中的个体数目多少的一是表示一个种在群落中的个体数目多少的一种估测指标。多用于植物群落的野外调查中。种估测指标。多用于植物群落的野外调

15、查中。多度的统计法：多度的统计法：A A：直接计算法直接计算法（在一定面积的样地中，（在一定面积的样地中，直接点数各种群的个体数目，然后算出直接点数各种群的个体数目，然后算出某种植物与同一生活型的全部植物个体某种植物与同一生活型的全部植物个体数目的比例）数目的比例）（或：群落内某物种的个体数，也可用该（或：群落内某物种的个体数，也可用该种个体数与群落总个体数比例百分率表种个体数与群落总个体数比例百分率表示）示）B B：目测估计法目测估计法（按预先确定的多角度等（按预先确定的多角度等级来估计单位面积上个体的多少）。几级来估计单位面积上个体的多少）。几种常用的多度等级有种常用的多度等级有德鲁捷、克

16、列门茨、德鲁捷、克列门茨、布朗布朗-布朗奎布朗奎的多度等级。目前国内外的多度等级。目前国内外尚无统一的标准，我国多采用尚无统一的标准，我国多采用DruderDruder的的七级制多度（极多、很多、多、尚多、七级制多度（极多、很多、多、尚多、少、稀少、个别）少、稀少、个别）布朗布朗-布朗奎（布朗奎（Braun-BlauquetBraun-Blauquet）推荐及目测估计多）推荐及目测估计多盖度（多盖度综合级），共设五个等级和两个辅盖度（多盖度综合级），共设五个等级和两个辅助级，它们用数字表示为（简化）：助级，它们用数字表示为（简化）：5 5：样地内某种植物的盖度在：样地内某种植物的盖度在75%7

17、5%以上者（即以上者（即3/43/4以上以上者）者）4 4：样地内某种植物的盖度在：样地内某种植物的盖度在50%75%50%75%以上者（即以上者（即1/23/41/23/4）3 3：样地内某种植物的盖度在：样地内某种植物的盖度在25%50%25%50%者（即者（即1/41/41/21/2）2 2：样地内某种植物的盖度在：样地内某种植物的盖度在5%25%5%25%者（即者（即1/201/201/41/4）1 1：样地内某种植物的盖度在：样地内某种植物的盖度在5%5%以下，或数量尚多者以下，或数量尚多者：样地内某种植物的盖度很小，数量也少。：样地内某种植物的盖度很小，数量也少。克列门茨（克列门茨

18、（Clenents）多度级分为：）多度级分为：D（dominant）=优势；优势；A（abundant）=丰盛；丰盛；F（frequent）=常见；常见；O（occasional）=偶见；偶见；R（rare）=稀少；稀少；Vr（very rare）=很少。很少。几种常用的多度等级几种常用的多度等级DrudeDrudeClementsClementsBraun-BlanquetBraun-BlanquetSoc.Soc.极多极多DominantDominant优势优势D D5 5非常多非常多Cop.Cop.Cop3Cop3很多很多AbundantAbundant丰盛丰盛A A4 4多多Cop2C

19、op2多多3 3较多较多Cop1Cop1尚多尚多FrequentFrequent常见常见F F2 2较少较少SpSp少少OccasionalOccasional偶见偶见O OSol.Sol.稀少稀少RareRare稀少稀少r r1 1少少Un.Un.个别个别Very rareVery rare很少很少VrVr+很少很少盖度：群落中各种植物遮盖地面的百分盖度：群落中各种植物遮盖地面的百分率，通常说的盖度实际上是投影盖度，率，通常说的盖度实际上是投影盖度，为植物枝叶所覆盖的土地面积。为植物枝叶所覆盖的土地面积。树木通常用到真盖度的概念，胸径（离地树木通常用到真盖度的概念，胸径（离地1.3m1.3m

20、高处）面积占地面的百分率，又称高处）面积占地面的百分率，又称显著度（有人作为估量每种树木在群落显著度（有人作为估量每种树木在群落中占优势程度的指标之一，即所谓相对中占优势程度的指标之一，即所谓相对显著度）。显著度）。频度：某物种在样本总体中的出现率。频度：某物种在样本总体中的出现率。是指群落中某种植物出现的样方数占是指群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比。整个样方数的百分比。相对频度：群落中某一物种的频度占所相对频度：群落中某一物种的频度占所有物种频度之和的百分比。有物种频度之和的百分比。投影盖度和基盖度投影盖度和基盖度综合指标综合指标 重要值：是用来表示基本个种在群落中的地位和作重

21、要值：是用来表示基本个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。它是用的综合数量指标。它是19511951年由美国生态学家在年由美国生态学家在研究森林群落时首先使用的。因它简单、明确，近研究森林群落时首先使用的。因它简单、明确，近年来得到普遍采用。计算公式：年来得到普遍采用。计算公式：重要值相对密度相对频度相对优势度重要值相对密度相对频度相对优势度（森林群落）（森林群落）重要值相对密度相对频度相对盖度重要值相对密度相对频度相对盖度（草原群落）（草原群落）生物多样性生物多样性v生物多样性生物多样性(biodiversity)(biodiversity)的概念的概念生物种的多样化和变异性以及物种生境的

22、生态复杂性生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性v生物多样性的三个水平生物多样性的三个水平遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和总和物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类生态系统多样性：是生物圈中生物群落、生境和生态生态系统多样性：是生物圈中生物群落、生境和生态过程的丰富程度过程的丰富程度v群落的物种多样性群落的物种多样性v物种多样性的含义物种多样性的含义种的数目或丰富度：指一个群落或生境中物种的数目或丰富度：指一个群落或生境中物种数目的多寡（群落内组成物种愈丰富，则种数目的多寡（群

23、落内组成物种愈丰富，则多样性愈大）多样性愈大）种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况（均匀度越大，则群落个体数目的分配状况（均匀度越大，则群落多样性值愈大）多样性值愈大）v假设假设A A、B B两个群落同样具有两个群落同样具有100100个有个有机体：机体：vA A群落有群落有2 2个种，每个种有个种，每个种有5050个个体，个个体，B群落有10个种，每个种有10个个体，显然，B比A有更大的多样性。v如果如果B B群落也为群落也为2 2个种，一个种个种，一个种9999个个个体，另一个种个体，另一个种1 1个个体，则个个体，则A A比比B

24、B有有更大的多样性。更大的多样性。辛普森指数辛普森指数 这是从概率论导出的方法。分设从包含这是从概率论导出的方法。分设从包含N个个体的个个体的S个种的集合中（其中第个种的集合中（其中第i种有种有Ni个个个体，个体，i=1、2、3、S），随机抽取两个个），随机抽取两个个体并不再放回。如果这两个个体属于相同种体并不再放回。如果这两个个体属于相同种的概率大，则此集合多样性低。的概率大，则此集合多样性低。令令Pi表示整个群落总体中第表示整个群落总体中第I种个体的比例，随种个体的比例，随机抽取两个个体同属机抽取两个个体同属I种的联合概率是：种的联合概率是：Pi Pi=Pi2。如果总合群落中。如果总合群落

25、中S个种的全部概率，个种的全部概率，就得到辛普森指数：就得到辛普森指数：n1i2iP1D 因为群落总是无限的，不可能全面调查，所以上述假设的集合中只能是一个随机样本，Pi的真值也是未知的只能由随机样本得到最大似然估计量：得：2n1iiNN1DNNPii这可以作为总体的估计值，它是有偏的，无偏估计量为：n1iiin1iii1NN1NN111NN1NN1Dv则群落A的多样性指数为：v则群落B的多样性指数为：02.0019899110010011D5051.049504950110010011D香农威纳指数香农威纳指数 v是以信息论范畴的香农威纳函数为基础，以计算信息中一瞬间一定符号出现的“不定度”

26、作为群落多样性指数，其一般式为：v其中Pi是一个个体属于第i种的概率，以其个体占总个体数的十分数表示；C是常数，一般设置C=1。用这个公式可以预测从群落中随机抽出一个个体所属种的平均不定度。当群落中种的数目增加和已存在的种的个体数量分布愈来愈均匀时，这个不定度明显增加，多样性也就愈大。i2iPlogPCH 此指数变动于此指数变动于0 0（当群落中只有（当群落中只有一个种时）到大数值（群落中包含一个种时）到大数值（群落中包含许多种，而每个种只有少数个体），许多种，而每个种只有少数个体），但是一般在但是一般在1.51.53.53.5之间，很少超之间，很少超过过4.54.5。公式中的可以选用以公式中

27、的可以选用以2 2为底，但它的计算为底，但它的计算没有以没有以1010为底方便，加之计算各个种占总个为底方便，加之计算各个种占总个体数的十分数比较麻烦，故通常把公式转化体数的十分数比较麻烦，故通常把公式转化为为 其中其中3.32193.3219是从是从loglog2 2转换到转换到loglog1010的系数，的系数，N N为全部种的个体总数，为全部种的个体总数，nini为第为第I I个个种的个体数种的个体数 s1ii10i10nlognN1Nlog3219.3H物种多样性的时空变化物种多样性的时空变化v纬度：随纬度升高物种多样性降低纬度：随纬度升高物种多样性降低v海拔：随海拔升高物种多样性降低

28、海拔：随海拔升高物种多样性降低v水体：随深度增加物种多样性降低水体：随深度增加物种多样性降低v时间时间在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加性增加在群落演替的后期，物种多样性会降低在群落演替的后期，物种多样性会降低物种多样性在空间上的变化规律物种多样性在空间上的变化规律 在纬度上，从赤道往两极，物种数目有规律的降在纬度上，从赤道往两极，物种数目有规律的降低。低。PrimachPrimach（19931993）在热带与温带各选）在热带与温带各选1010个国家对个国家对其哺乳动物进行了统计，在其哺乳动物进行了统计，在1 1万平方公里的面积上，万平

29、方公里的面积上，热带国家平均拥有热带国家平均拥有9696种，最高种，最高131131种，而温带国家平种，而温带国家平均均4848种，最高种，最高7979种。这种格局不公存在于陆地生态系种。这种格局不公存在于陆地生态系统中，深海的物种多样性也随纬度的升高而降低。海统中，深海的物种多样性也随纬度的升高而降低。海拔高度也与纬度相似，即生物多样性随海拔升高而降拔高度也与纬度相似，即生物多样性随海拔升高而降低。但在不同水热条件下，表现出不同的垂直分布格低。但在不同水热条件下，表现出不同的垂直分布格局。在海洋中，生物多样性还随深度和盐度呈现出有局。在海洋中，生物多样性还随深度和盐度呈现出有规律的变化。规律

30、的变化。此外，在人类活动或自然因子的干扰下，生物多此外，在人类活动或自然因子的干扰下，生物多样性也会发生明显的变化，研究证明，在中度干扰条样性也会发生明显的变化，研究证明，在中度干扰条件下，拥有最高的生物多样性。件下，拥有最高的生物多样性。解释物种多样性变化的学说解释物种多样性变化的学说v进化时间学说：热带群落比较古老，进化时间较进化时间学说：热带群落比较古老，进化时间较长，并且在地质年代中环境条件稳定，很少遭受长，并且在地质年代中环境条件稳定，很少遭受灾害性气候变化，所以群落的多样性较高。而温灾害性气候变化，所以群落的多样性较高。而温带和极地群落从地质年代比较年轻，遭受灾难性带和极地群落从地

31、质年代比较年轻，遭受灾难性气候变化较多，所以多样性较低。气候变化较多，所以多样性较低。v生态时间学说：考虑时间尺度更短，认为物种的生态时间学说：考虑时间尺度更短，认为物种的分布区的扩大也需要一定时间。分布区的扩大也需要一定时间。解释物种多样性变化的学说解释物种多样性变化的学说v空间异质性学说：物理环境越复杂，或空间异质空间异质性学说：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。落中小生境丰富多样，物种多样性越高

32、。v气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动植物气候稳定学说：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。唯有热带的气候可能是最稳定的。解释物种多样性变化的学说解释物种多样性变化的学说v竞争学说：在环境严酷的地区，自然选择主要受物理因竞争学说：在环境严酷的地区，自然选择主要受物理因素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，生物之间的素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。v捕食学说：因为热带的捕食者比其他地区多，捕食者将

33、捕食学说：因为热带的捕食者比其他地区多，捕食者将被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者的种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。的种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。v生产力学说：如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产力学说：如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产的食物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样生产的食物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就越高。性就越高。群落的结构群落的结构群落的结构单元群落的结构单元群落的垂直结构群落的垂直结

34、构群落的水平结构群落的水平结构群落的时间结构群落的时间结构群落交错区和边缘效应群落交错区和边缘效应群落的结构单元群落的结构单元v生活型生活型v层片层片v生长型生长型生活型生活型v概念：生物对外界环境适应的外部表现形式概念：生物对外界环境适应的外部表现形式v表现：趋同适应表现：趋同适应v分类分类(Raunkiaer(Raunkiaer系统）系统）高位芽植物：更新芽位于地上高位芽植物：更新芽位于地上2525以上以上大大 (30m)30m)、中、中 (8-30m)(8-30m)、小、小 (2-8m)(2-8m)、矮、矮 (25cm(25cm2m)2m)地上芽植物：更新芽位于地上，地上芽植物：更新芽位

35、于地上，2525以下，受地以下，受地被物或积雪保护被物或积雪保护地面芽植物：地面芽植物：更新芽位于近地面土层内，冬季地更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全部枯死，地下部分存活上部分全部枯死，地下部分存活地下芽地下芽(隐芽隐芽)植物：更新芽位于较深土层中或水植物：更新芽位于较深土层中或水中中一年生植物：一年生植物：以种子度过不良季节以种子度过不良季节v生活型谱生活型谱群落类型 Ph.Ch.H.Cr.T.西双版纳热带雨林 94.7 5.3 0 0 0 鼎湖山南亚热带常绿阔叶林 84.5 5.4 4.1 4.1 0 浙江中亚热带常绿阔叶林 76.7 1.0 13.1 7.8 2 秦岭北坡温带落叶阔

36、叶林 52.0 5.0 38.0 3.7 1.3 长白山寒温带暗针叶林 25.4 4.4 39.8 26.4 3.2 东北温带草原 3.6 2.0 41.1 19.0 33.4 生活型谱生活型谱生活型谱与环境生活型谱与环境v每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成,但其但其中有一类生活型占优势，生活型与环境关系密切中有一类生活型占优势，生活型与环境关系密切v高位芽植物占优势是温暖、潮湿气候地区群落的特征，高位芽植物占优势是温暖、潮湿气候地区群落的特征，如热带雨林群落如热带雨林群落v地面芽植物占优势的群落，反映了该地区具有较长的严地面芽植物占优势的群落

37、，反映了该地区具有较长的严寒季节，如温带针叶林、落叶林寒季节，如温带针叶林、落叶林v群落一年生植物占优势则是干旱气候的荒漠和草原地区群落一年生植物占优势则是干旱气候的荒漠和草原地区群落的特征，如东北温带草原群落的特征，如东北温带草原层片层片v群落中由相同生活型或相似生态要求的物种的集群落中由相同生活型或相似生态要求的物种的集合合v同一层片的植物属于同一生活型类别同一层片的植物属于同一生活型类别v每一个层片在群落中都具有一定的小环境，不同每一个层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片小环境相互作用的结果构成群落环境层片小环境相互作用的结果构成群落环境v每一层片在群落都占据一定的空间和时间，而且每

38、一层片在群落都占据一定的空间和时间，而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征生长型生长型v木本植物木本植物v半木本植物半木本植物v草本植物草本植物v叶状体植物叶状体植物群落的垂直结构群落的垂直结构概念：群落的分层现象概念：群落的分层现象群落的分层与资源群落的分层与资源(光、矿质营养、食物等光、矿质营养、食物等)利用利用有关有关植物群落的成层现象植物群落的成层现象地上成层现象、地下成层现象、层间植物地上成层现象、地下成层现象、层间植物 群落中动物的分层现象群落中动物的分层现象主要与食物、微气候有关主要与食物、微气候有关水生群落的分层水生群落的分层主

39、要与光照、温度、食物和溶氧量有关主要与光照、温度、食物和溶氧量有关挺水草本层、飘浮草本层、水面高草层、沉水漂挺水草本层、飘浮草本层、水面高草层、沉水漂草层、沉水矮草层、水底层草层、沉水矮草层、水底层漂浮动物、浮游动物、游泳动物、底栖动物、附漂浮动物、浮游动物、游泳动物、底栖动物、附底动物、底内动物底动物、底内动物水生植物的成层性水生植物的成层性群落的水平结构群落的水平结构v概念：群落的配置状况或水平格局概念：群落的配置状况或水平格局v镶嵌性镶嵌性(mosaic)和小群落和小群落(microcoense)v环境异质性环境异质性v影响群落水平结构的因素影响群落水平结构的因素陆地生物群落中水平格局的

40、主要决定因素陆地生物群落中水平格局的主要决定因素)群落的时间结构群落的时间结构概念：群落结构部分在时间上的相互更替，周期性概念：群落结构部分在时间上的相互更替，周期性变化变化群落季相：群落优势生活型和层片结构的季节变化群落季相：群落优势生活型和层片结构的季节变化引起的群落外貌随季节的变化引起的群落外貌随季节的变化时间格局：群落的组成与结构随时间序列发生有规时间格局：群落的组成与结构随时间序列发生有规律的变化律的变化动物的季节性变化及动物调查的季节性动物的季节性变化及动物调查的季节性动物的昼夜变化动物的昼夜变化群落交错区与边缘效应群落交错区与边缘效应群落交错区群落交错区(生态交错区、生态过渡带生

41、态交错区、生态过渡带,ecotoneecotone)：两个或多个群落之间两个或多个群落之间(或生态地带之间或生态地带之间)的过渡区的过渡区域域 边缘效应边缘效应 (edge effect)(edge effect)：群落交错区种的数目及种的密度有增大的趋势群落交错区种的数目及种的密度有增大的趋势群落交错区的特点：群落交错区的特点：多种要素联合作用强烈，生物多样性较高多种要素联合作用强烈，生物多样性较高生态环境恢复原状的可能性较小生态环境恢复原状的可能性较小生态环境变化快，恢复困难生态环境变化快，恢复困难Edge effect and Ecotone群落组织群落组织-影响群落结构的因素影响群落结

42、构的因素生物因素生物因素竞争对生物群落结构的影响竞争对生物群落结构的影响捕食对生物群落结构的影响捕食对生物群落结构的影响干扰对生物群落结构的影响干扰对生物群落结构的影响 空间异质性与群落结构空间异质性与群落结构岛屿与群落结构岛屿与群落结构一个物种丰富度的简单模型一个物种丰富度的简单模型平衡说与非平衡说平衡说与非平衡说生物因素生物因素 竞争对群落结构的影响竞争对群落结构的影响竞争：引起种间的生态位的分化，使群落中物种多竞争：引起种间的生态位的分化，使群落中物种多样性增加样性增加同资源种团：以同一方式利用共同资源的物种集合同资源种团：以同一方式利用共同资源的物种集合等价种：在群落中有相同的功能地位

43、的同资源种团等价种：在群落中有相同的功能地位的同资源种团物种物种关键种：对群落具有重要影响的物种，移出对群落关键种：对群落具有重要影响的物种，移出对群落影响严重影响严重TilmanTilman的研究结果的研究结果(Fig 8-4 P153)(Fig 8-4 P153)The diversity of honeycreeper species found on the Hawaiian islands.生态位关系生态位关系捕食对群落结构的影响捕食对群落结构的影响v泛化种泛化种捕食压力的加强，将有竞争能力的物种吃掉，使物捕食压力的加强，将有竞争能力的物种吃掉，使物种多样性增加种多样性增加捕食压力过

44、高时，因为需吃一些不适口的物种，物捕食压力过高时，因为需吃一些不适口的物种，物种多样性降低种多样性降低v特化种特化种喜食的是群落的优势种，则捕食可以提高物种多样喜食的是群落的优势种，则捕食可以提高物种多样性性喜食的是竞争上占劣势的种类，则捕食会降低物种喜食的是竞争上占劣势的种类，则捕食会降低物种多样性多样性特化的捕食者，容易控制被食者物种特化的捕食者，容易控制被食者物种Fig.The rocky inter-tidal community将将kangaroo rats移走后物种明显增多移走后物种明显增多干扰对群落结构的影响干扰对群落结构的影响v干扰与群落断层干扰与群落断层(gap)(gap)v

45、断层的抽彩式竞争及小演替断层的抽彩式竞争及小演替v断层形成的频率断层形成的频率(中度干扰假说中度干扰假说)不同程度的干扰，对群落的物种多样性的影响是不同程度的干扰，对群落的物种多样性的影响是不同的不同的群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性v干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，多干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，多样性较低样性较低v干扰间隔时间长，演替发展到顶极期，则多样干扰间隔时间长，演替发展到顶极期，则多样性也不很高性也不很高v中等程度的干扰，才能使群落多样性维持最高中等程度的干扰，才能使群落多样性维持最高水平，它允许更多物种入侵和定居水平，它允

46、许更多物种入侵和定居v干扰理论与生态管理干扰理论与生态管理干扰对群落结构的影响实例干扰对群落结构的影响实例Connells intermediate disturbance hypothesis.The number of species in a community is maximal at intermediate levels of disturbance.空间异质性与群落结构空间异质性与群落结构v环境的空间异质性愈高，群落多样性也愈高环境的空间异质性愈高，群落多样性也愈高 v非生物环境的空间异质性非生物环境的空间异质性v植物群落的空间异质性植物群落的空间异质性岛屿与群落结构岛屿与群落

47、结构岛屿的种数面积关系岛屿的种数面积关系MacArthur的平衡说的平衡说岛屿和集合种群岛屿和集合种群岛屿群落的进化岛屿群落的进化岛屿生态与自然保护岛屿生态与自然保护岛屿的种数面积关系岛屿的种数面积关系v关系方程关系方程S=CAZ (z=0.24-0.34)v广义的岛屿的概念广义的岛屿的概念v岛屿效应岛屿效应面积越大，种类越多面积越大，种类越多MacArthur的平衡说的平衡说岛屿上物种数目是迁入和消失之间动态平衡的结果岛屿上物种数目是迁入和消失之间动态平衡的结果不断有物种灭亡，也不断有同种或别种的迁入而补偿不断有物种灭亡，也不断有同种或别种的迁入而补偿灭亡的物种，岛屿上的物种数不随时间而变化

48、灭亡的物种，岛屿上的物种数不随时间而变化动态平衡：灭亡种不断被迁入的种所代替动态平衡：灭亡种不断被迁入的种所代替随岛距大陆的距离由近到远，平衡点的种数逐渐降低随岛距大陆的距离由近到远，平衡点的种数逐渐降低大岛比小岛能大岛比小岛能“供养供养”更多的种更多的种岛屿的物种平衡岛屿的物种平衡平衡点平衡点岛屿和集合种群岛屿和集合种群v岛屿模型与集合种群模型的异同岛屿模型与集合种群模型的异同片段化生境片段化生境生境斑块生境斑块个体移动个体移动岛屿群落的进化岛屿群落的进化v物种进化较迁入快物种进化较迁入快v特有种多特有种多v物种未饱和物种未饱和岛屿生态与自然保护岛屿生态与自然保护v保护区面积保护区面积面积越

49、大，能能支持和供养的物种越多面积越大，能能支持和供养的物种越多v保护区的连片保护区的连片所有小保护区物种相同时，的保护区能支持更多的物种所有小保护区物种相同时，的保护区能支持更多的物种保护大型动物需较大面积的保护区保护大型动物需较大面积的保护区空间异质性丰富的区域，多个小保护区能保护更多的物空间异质性丰富的区域，多个小保护区能保护更多的物种种多个小保护区有利于隔离传染病多个小保护区有利于隔离传染病v保护区的廊道建设保护区的廊道建设v保护区形状保护区形状细长的保护区有利于物种的交流和增加边缘生境细长的保护区有利于物种的交流和增加边缘生境一个物种丰富度的简单模型一个物种丰富度的简单模型图片：群落物

50、种数图片：群落物种数v群落物种的平均生态位宽度和平均生态位重叠群落物种的平均生态位宽度和平均生态位重叠是一定值时，资源利用范围越大，群落将含有是一定值时，资源利用范围越大，群落将含有更多的种数。更多的种数。图片：群落的物种数图片：群落的物种数v当资源利用范围一定时，群落物种的平均生态位宽当资源利用范围一定时，群落物种的平均生态位宽度越小度越小(表示种在资源上越分化，生态位越窄表示种在资源上越分化，生态位越窄)，群，群落有更高的物种数。落有更高的物种数。图片：群落的物种数图片：群落的物种数v当资源利用范围一定时，群落物种平均生态位重叠当资源利用范围一定时，群落物种平均生态位重叠越大越大(物种间利