群落的组成与结构.ppt

2019/6/18,Basic Ecology,1,群落生态学,2019/6/18,Basic Ecology,2,第一节 生物群落的概念 一、生物群落的定义 生物群落（biotic community）：特定时间、空间或特定生境下生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有一定的形态结构和营养结构，执行一定的功能。 在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。,2019/6/18,Basic Ecology,3,2019/6/18,Basic Ecology,4,二、群落的基本特征 1. 具有一定的种类组成 2. 不同物种之间相互影响 3. 形成群落环境 4. 具有一定的结构 5. 具有一定的动态特征 6. 一定的分布范围 7. 群落的边界特征 8. 各物种不具有同等的重要性,2019/6/18,Basic Ecology,5,第二节 群落的种类组成 一、群落的最小面积 在调查群落中物种的组成时，在比较均匀的地方圈定一定的面积，登记这一面积中的物种，再顺序成倍扩大面积，随着面积扩大物种随之增加，当面积扩大到一定程度，物种不再增加或很少增加，这时的面积即为群落的最小面积。 从群落的最小面积可知： 1 组成群落的物种越丰富，群落的最小面积相应也越大； 2 环境条件越优越，群落的结构越复杂，组成群落的物种也越多。,2019/6/18,Basic Ecology,6,二、种类组成的性质分析（以植物群落为例） 1.优势种和建群种 2.亚优势种 3.伴生种 4.偶见种或罕见种 三、种类组成的数量特征 （一）种的个体数量 1 多度、2 密度、3 盖度 4 频度:频度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。,2019/6/18,Basic Ecology,7,Raunkiaer频度定律(law of frequency)：大多数物种的频度是不高的，属于一般分布物种，少数物种可成为群落的优势种，其频度是高的。,H. A. Gleason (1929) The Significance of Raunkiaers Law of Frequency. Ecology 10: 406-408.,Hurst Shoemaker. (1935) Testing Raunkiaers Law of Frequency Against Distribution of Fishes in the Streams of Wayne County, Indiana. Ecology, 16(4): 568-572.,Christen Christensen Raunkir (1860 1938),2019/6/18,Basic Ecology,8,5.重要值：综合数量指标 四、种的多样性 生物多样性（biodiversity）：生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性。生物多样性包含有三个水平：遗传多样性，物种多样性，生态系统多样性。 1 种的多样性的两种涵义 （1）种的数目或丰富度； （2）种的均匀度,2019/6/18,Basic Ecology,9,2 多样性的测定 多样性指数：反映丰富度和均匀度的综合指标。 a 辛普森多样性指数 Edward H. Simpson (1949) Measurement of diversity. Nature 163:688. (Simpsons diversity index)：在无限大小的群落中，随机取样的两个个体属于不同种的概率。,2019/6/18,Basic Ecology,10,b 香农-威纳指数（Shannon-Weiner index）：描述种的个体出现的紊乱和不确定性。,2019/6/18,Basic Ecology,11,3 多样性梯度 多样性随纬度的变化； 多样性随海拔的变化； 多样性随水体深度的变化 。 4、解释物种多样性变化的学说 时间、空间、气候、竞争、捕食、生产力,2019/6/18,Basic Ecology,12,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，很少遭受灾害性气候变化，所以群落的多样性较高。 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。,2019/6/18,Basic Ecology,13,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，出现了大量狭生态位和特化的种类，故物种多样性高。在高纬度地区，自然选择有利于广适应性的生物。,2019/6/18,Basic Ecology,14,竞争学说：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。热带地区生物生态位极度分化，食性特化。 捕食学说：捕食者将被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者的种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。 生产力学说：理论上说，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，物种多样性就越高。但在实际环境中，要注意初级生产力的可利用程度。,2019/6/18,Basic Ecology,15,第三节 群落的结构 一、群落的结构单元 1 生活型:生物对外界环境适应的外部表现形式。 丹麦生态学家饶基耶尔Raunkiaer选择休眠芽在不良季节的着生位置作为划分生活型的标准，把陆生植物划分为五类生活型： 高位芽植物（Phanerophytes）； 地上芽植物（Chamaephytes）； 地面芽植物（Hemicryptophytes）； 隐芽植物（Geophytes）； 一年生植物（Therophytes）,2019/6/18,Basic Ecology,16,2019/6/18,Basic Ecology,17,2019/6/18,Basic Ecology,18,2019/6/18,Basic Ecology,19,2 层片：同一群落中同一生活型的所有植物的总和。 属于同一层片的植物是同一个生活型类别。 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。 每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。 二、群落的垂直结构 群落的分层现象，与对光等资源的利用有关，可以分为光合层和异养层。,2019/6/18,Basic Ecology,20,群落的分层与资源(光、矿质营养、食物等)利用有关 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 群落中动物的分层现象，主要与食物、微气候有关 水生群落的分层，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、附底动物、底内动物,2019/6/18,Basic Ecology,21,2019/6/18,Basic Ecology,22,2019/6/18,Basic Ecology,23,2019/6/18,Basic Ecology,24,栎林中鸟类在不同层次中的相对密度,2019/6/18,Basic Ecology,25,三、群落的水平结构:：群落的配置状况或水平格局。 镶嵌性：群落内部环境因子的不均匀性造成 小群落 群落环境的异质性越高，群落的水平结构就越复杂。 受海拔高度影响，植物在山脚阔叶林、山坡混合林，山顶针叶林，这种情况属于垂直结构分层还是水平结构？,2019/6/18,Basic Ecology,26,四、群落的时间结构 群落结构部分在时间上的相互更替，周期性 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 时间格局：群落的组成与结构也随时间序列发生有规律的变化 动物的季节性变化及动物调查的季节性 动物的昼夜变化,2019/6/18,Basic Ecology,27,五、群落交错区（ecotone）与边缘效应(edge effect) 群落交错区(生态交错区、生态过渡带） 两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域。 群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势被称为边缘效应。,2019/6/18,Basic Ecology,28,第四节 影响群落结构的因素 一、生物因素：竞争与捕食 （一）竞争对群落结构的影响 引起种间的生态位的分化，使群落中物种多样性增加 同资源种团（Guild）：群落中以同一方式利用共同资源、生态位比较接近的物种集团。 等价种 关键种,2019/6/18,Basic Ecology,29,2019/6/18,Basic Ecology,30,（二）捕食对群落结构的影响 泛化种 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 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 特化种 喜食的是群落的优势种，则捕食可以提高物种多样性 喜食的是竞争上占劣势的种类，则捕食会降低物种多样性 特化的捕食者，容易控制被食者物种,2019/6/18,Basic Ecology,31,2019/6/18,Basic Ecology,32,Paine RT. 1966. Food web complexity and species diversity. American Naturalist 100:65-75.,引入和去除实验：顶级食肉动物是决定群落结构的关键种,2019/6/18,Basic Ecology,33,二、干扰对群落结构的影响 1.干扰与群落的断层 2.断层的抽彩式竞争 3.断层与小演替 4.断层形成的频率影响物种多样性 中度干扰说The Intermediate Disturbance Hypothesis (IDH) ：中等程度的干扰水平能维持高多样性。 在一次干扰后少数先锋种入侵断层，如果干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，使多样性较低 如果干扰间隔时间长，使演替能够发展到顶极期，则多样性也不很高 只有在中等程度的干扰，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,2019/6/18,Basic Ecology,34,2019/6/18,Basic Ecology,35,5.干扰理论与生态管理 三、空间异质性与群落结构 空间异质性的程度越高，物种的多样性也越高。 1.非生物环境的空间异质性 2.植物空间异质性,2019/6/18,Basic Ecology,36,四、岛屿与群落结构 1.海岛的物种数与面积关系 广义的岛屿的概念 岛屿效应:岛屿面积越大物种数越多。 S=CAZ (z=0.24-0.34),2019/6/18,Basic Ecolo