第五章群落生态

第五章 群落生态学群落生态学群落的组成与结构群落的动态群落的分类和排序第一节 群落的组成与结构生物群落的概念 群落的种类组成影响群落结构的因素群落的结构群落的组成与 结构一、生物群落的概念1.1 生物群落是在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。首先是强调时间的概念，其次是相同的地段。1.2 群落的基本特征有一定的动态特征有自己的内部环境有一定的种类组成 基本特征有一定的分布范围具有边界特征Your Text各物种之间是相互联系的各物种不具有同等的群落学重要性具有一定的结构1.3 对群落性质的两种对立观点机体论学派代表人物美国生态学家Clements（ 1916，1928）他将植物群落比拟为一个生物有机体，认为任何一个植物群落都要经历一个从先锋阶段到相对稳定的顶级阶段的演替过程个体论学派代表人物H.A.Gleason他认为环境的连续变化无法划分出一个个独立的群落实体，只是为了研究方便而抽象出来的一个概念二、群落的种类组成种类组成的性质分析种的多样性解释物种多样性空间变化规律的各种学说种类组成的数量特征物种多样性在空间上的变化规律 种间关联种类组成最小面积，是指基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积 。植物群落研究中常用的群落成员型有 ：1、优势种 ，它们通常个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强。优势层中的优势种常称为建群种。2、亚优势种 ，个体数量与作用都次于优势种，但在据顶群落性质和控制群落换几个方面仍起着一定作用的植物种。3、伴生种 ，为群落的常见种类，与优势种相伴存在，不起主要作用。4、偶见种 ，在群落中出现频率很低，个体数量也十分稀少。2.1 种类组成的性质分析2.2 种类组成的数量特征2.2.1多度与密度多度：是对植物群落中的物种个体树木多少的一种估测指标。密度：单位面积或空间上的实测数据。相对密度：某一植物个体数量占全部植物个体数的百分比。2.2.2盖度盖度：指植物体地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。2.2.3频度频度：群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比。2.2.4重要值重要值：某个种在群落中的地位和作用的综合数量指。重要值 =相对密度 +相对频度 +相对盖度2.3 种的多样性物种多样性具有两种涵义： 一是种的数目或丰富度，它指一个群落或生境中物种数目的多寡。 二是种的均匀度，它指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况。它反应的是各物种个体数目分配的均匀程度。多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合指标：1.辛普森多样性指数 随机抽取两个个体，他们是一个种的概率。2.香农 威纳指数 描述种的个体出现的紊乱和不确定性。 不确定性越高，多样性也就越高。公式如下：D=1-H=- log2 2.4 物种多样性在空间上的变化规律2.4.1多样性随纬度的变化物种多样性随纬度增高有逐渐降低的趋势。2.4.2多样性随海拔的变化物种多样性随海拔升高而逐渐降低2.4.3多样性在水体中的变化物种多样性随深度的增加有降低的趋势。2.5 解释物种多样性间变化规律的各种学说 进化时间学说 空间异质性学说 竞争学说 生产力学说 生态时间学说 气候稳定学说 捕食学说2.6 种间关联种间关联表示在群落中两个种的关联程度。如果两个种一块出现的次数高于期望值，它们就具有正关联，相反则为负关联。种间是否关联常用关联系数表示： (ad - bc)V=三、群落的结构群落的结构群落的时间结构群落的垂直结构群落的水平结构群落交错区与边缘效应3.1 群落的结构单元群落的空间结构取决于两个要素，即群落中各物种的生活型及相同生活型的物种所组成的层片，它们可看作是群落的结构单元。1、生活型：是生物对外界环境适应的外部表现形式。2、层片：是指由相同生活型或相似生态要求的种组成的机能群落。3.2 群落的垂直结构群落的垂直结构最直观的就是它的成层性。成层现象是群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果。缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分、矿物质的矛盾。生物群落中动物的分层现象也很普遍。如在欧亚大陆北方针叶林区，地被层和草本层中栖息着两栖类、爬行类，灌木层和幼林层栖息着苇莺、花鼠，中层栖息着山雀，啄木鸟，林冠层栖息着柳莺和戴菊。3.3 群落的水平结构 群落水平结构的主要特征就是它的镶嵌性。 镶嵌性是植物个体在遂平方向上的分布不均造成的，从而形成了许多小群落。 分布的不均匀性也受到植物种的生物学特性、种间相互关系以及群落环境的差异等因素的制约，但地形和土壤条件的不均匀性引起植物在同一群落中镶嵌分布的现象更为普遍。3.4 群落的时间结构不同植物种类的生命活动在时间上的差异，就导致了结构部分在时间上的相互更替，形成了群落的时间结构。春季 秋季3.5 群落交错区与边缘效应 群落交错区：又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间的过渡区域。 群落交错区种的数目及一些中的密度增大的趋势被称为边缘效应。四、影响群落结构的因素空间异质性生物因素干扰一个物种丰富度的简单模型岛屿 平衡说和非平衡说4.1 生物因素生物群落结构总体上是对环境条件的生态适应，但在其形成的过程中生物因素起着重要作用，其中作用最大的是竞争和捕食。4.2 干扰对群落结构的影响 干扰是自然界的普遍现象，是指平静的中断，对正常过程的打扰和妨碍。 干扰与结构断层：干扰造成连续群落中的断层是非常普遍的现象。 干扰理论与生态管理：干扰理论对应用领域有重要价值，中度干扰能增加多样性。4.3 空间异质性与群落结构 空间异质性：群落环境不是均匀一致的。 空间异质性程度越高，意味着有更加多 样的小生境，能允许更多的物种生存。 1、非生物环境的空间异质性2、植物空间异质性4.4 岛屿与群落结构4.1 海岛的物种数 -面积关系 : S=CAz 或 lgS=lgC+Z(lgA)4.2 MacArthur的平衡学说4.3 岛屿和集合种群4.4 岛屿群落的进化4.5 岛屿生态与自然保护 4.5 一个物种丰富度的简单模型R代表一维资源连续体，其长度代表群落有效资源范围。N表示某个种的生态位宽 表示平均生态位重叠。4.6 平衡说和非平衡说 对群落结构形成的看法有两种对立的观点，即平衡说和非平衡说。 平衡说认为，共同生活在同一群落中的物种处于一种稳定状态。 非平衡说认为，组成群落的物种始终处在不断变化之中，自然界中群落不存在全局稳定性，有的只是群落的抵抗性和恢复性。第二节 群落的动态演替的概念控制演替的几种主要因素演替方向演替过程的理论模型演替顶极学说群落的动态生物群落的内部动态生物群落的演替演替系列演替的类型一、生物群落的内部动态 生物群落的内部动态主要包括季节变化与年际变化。 生物群落的年变化是指在不同年度之间，生物群落常有明显变动。通常将这种变动称为波动。波动可划分为三种类型1、不明显波动2、摆动性波动3、偏途性波动 群落波动具有可逆性，但是这种可逆是不完全的。当积累达到一定量的时候就会发生质变，从而引起群落的演替。二、生物群落的演替2.1演替的概念演替：是指植物群落发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着一个阶段、一个群落代替另一个群落的自然演变现象。2.2 演替的类型 按照演替发生的时间进程可分为快速演替、长期演替、世纪演替 按照引起演替的主导因素划分为群落发生演替、内因生态演替、外因生态演替 按照基质的性质划分为水生基质演替系列、旱生基质演替系列 按照群落代谢特征划分为自养性演替、异养性演替 我国植物生态学家刘慎谔把演替划分为时间演替、空间演替、植被类型发生演替2.3 演