讲义：生物群落分类以及排序

1、讲义：生物群落分类以及排序 第八章第八章 生物群落的分类和排序生物群落的分类和排序 讲义：生物群落分类以及排序 生物群落的存在既有连续的，又有 间断的。虽然排序适于揭露群落的连 续性，分类适于揭露群落的间断性， 但是如果排序的结果构成若干点集的 话，也可达到分类的目的，同时如果 分类允许重叠的话，也可以反映群落 的连续性。因此，两种方法都同样能 反映群落的连续性或间断性，只不过 是各自有所侧重，如果能将二者结合 使用，也许效果更好。 讲义：生物群落分类以及排序 第一节第一节 生物群落的分类生物群落的分类 讲义：生物群落分类以及排序 生物群落分类是生态学研究领域中争论 最多的问题之一。由于不同国

2、家或不同地 区的研究对象、研究方法和对群落实体的 看法不同，其分类原则和分类系统有很大 差别，甚至成为不同学派的重要特色。 但不管哪一种分类，其实质都是对所研 究的群落按其属性、数据所反映的相似关 系而进行分组，使同组的群落尽量相似， 不同组的群落尽量相异。通过分类研究， 可以加深认识群落自身固有的特征及其形 成条件之间的相关关系。 讲义：生物群落分类以及排序 一、中国的植物群落分类一、中国的植物群落分类 我国生态学家参照了国外一些植物生态学派的分类我国生态学家参照了国外一些植物生态学派的分类 原则和方法，采用了不重叠的等级分类方法，贯穿原则和方法，采用了不重叠的等级分类方法，贯穿 了了“群落

3、生态群落生态”原则，即以群落本身的综合特征作原则，即以群落本身的综合特征作 为分类依据，群落的种类组成、外貌和结构、地理为分类依据，群落的种类组成、外貌和结构、地理 分布、动态演替、生态环境等特征在不同的分类等分布、动态演替、生态环境等特征在不同的分类等 级中均作了相应的反映。所采用的主要分类单位分级中均作了相应的反映。所采用的主要分类单位分3 3 级：植被型级：植被型( (高级单位高级单位) )、群系、群系( (中级单位中级单位) )和群丛和群丛( (基基 本单位本单位) )。每一等级之上和之下又各设一个辅助单位。每一等级之上和之下又各设一个辅助单位 和补充单位。高级单位的分类依据侧重于外貌

4、、结和补充单位。高级单位的分类依据侧重于外貌、结 构和生态地理特征，中级和中级以下的单位则侧重构和生态地理特征，中级和中级以下的单位则侧重 于种类组成。其系统如下：于种类组成。其系统如下： 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 植被型植被型(vegetation(vegetation，type)type)：凡建群种生活凡建群种生活 型型( (一级或二级一级或二级) )相同或相似，同时对水热相同或相似，同时对水热 条件的生态关系一致的植物群落联合为植条件的生态关系一致的植物群落联合为植 被型。被型。如寒温性针叶林、夏绿阔叶林、温如寒温性针叶林、夏绿阔叶林、温 带草原、热带荒漠等

5、。带草原、热带荒漠等。建群种生活型相近建群种生活型相近 而且群落外貌相似的植被型联合为植被型而且群落外貌相似的植被型联合为植被型 组组(vegetation type group)(vegetation type group)，如针叶林、阔，如针叶林、阔 叶林、草地、荒漠等。叶林、草地、荒漠等。 讲义：生物群落分类以及排序 在植被型内根据优势层片或指示层片的在植被型内根据优势层片或指示层片的 差异可划分植被亚型差异可划分植被亚型(vegetation (vegetation subtype)subtype)。这种层片结构的差异一般是。这种层片结构的差异一般是 由于气候亚带的差异或一定的地貌、基

6、由于气候亚带的差异或一定的地貌、基 质条件的差异而引起。例如，温带草原质条件的差异而引起。例如，温带草原 可分为可分为3 3个亚型：草甸草原个亚型：草甸草原( (半湿润半湿润) )、典、典 型草原型草原( (半干旱半干旱) )和荒漠草原和荒漠草原( (干早干早) )。 讲义：生物群落分类以及排序 群系(formation)：凡是建群种或共建种相 同的植物群落联合为群系。例如， 凡是以 大针茅为建群种的任何群落都可归为大针 茅群系;以此类推，如兴安落叶松群系，羊 草群系、红沙群系等。 如果群落具共建种，则称共建种群系，如 落叶松、白彬混交林。将建群种亲缘关系 近似(同属或相近属)、生活型(三级和

7、四级) 近似或生境相近的群系可联合为群系组 (formation group)。例如,落叶栎林；丛 生禾草草原。 讲义：生物群落分类以及排序 在生态幅度比较宽的群系内，根据次优势在生态幅度比较宽的群系内，根据次优势 层片及其反映的生境条件的差异而划分亚层片及其反映的生境条件的差异而划分亚 群系群系(subformation)(subformation)。如羊草草原群系可划。如羊草草原群系可划 出：羊草出：羊草+ +中生杂类草草原中生杂类草草原 ( (也叫羊草草甸也叫羊草草甸 草原草原) )；羊草；羊草+ +旱生丛生禾草草原旱生丛生禾草草原( (也叫羊草也叫羊草 典型草原典型草原 ）。）。 讲义

8、：生物群落分类以及排序 群丛群丛(association)(association)：是植物群落分类的基本单：是植物群落分类的基本单 位，犹如植物分类中的种。凡是层片结构相同、位，犹如植物分类中的种。凡是层片结构相同、 各层片的优势种或共优种相同的植物群落联合各层片的优势种或共优种相同的植物群落联合 为群丛。为群丛。 羊草羊草+ +大针茅这一群丛组内，羊草大针茅这一群丛组内，羊草+ +大大 针茅针茅+ +黄囊苔草原和羊草黄囊苔草原和羊草+ +大针茅大针茅+ +柴胡草原都是柴胡草原都是 不同的群丛。不同的群丛。 层片结构相似，而且优势层片与次优势层片的层片结构相似，而且优势层片与次优势层片的 优

9、势种或共优种相同的植物群丛联合为群从组优势种或共优种相同的植物群丛联合为群从组 （association group)association group)。如在羊草。如在羊草+ +从生禾草亚从生禾草亚 群系中，羊草群系中，羊草+ +大针茅草原和羊草大针茅草原和羊草+ +丛生小禾草丛生小禾草 ( (糙隐子竿、落草糙隐子竿、落草) )就是两个不同的群丛组。就是两个不同的群丛组。 讲义：生物群落分类以及排序 根据上述系统，中国植被分为根据上述系统，中国植被分为1111个个 植被型组、植被型组、2929个植被型、个植被型、550550多个多个 群系群系 至少几千个群丛。至少几千个群丛。 讲义：生物群落

10、分类以及排序 二、法瑞学派的群落分类二、法瑞学派的群落分类 讲义：生物群落分类以及排序 三、美国的群落分类 英美学派是根据群落动态发生演替原则来英美学派是根据群落动态发生演替原则来 进行群落分类的进行群落分类的( (表表8 82)2)， 表人物是表人物是F. F. E EC1ementsC1ements和和Tansley ATansley AG.G.。有人将该。有人将该 系 统 称 为 动 态 分 类 系 统系 统 称 为 动 态 分 类 系 统 ( d y n a m i c ( d y n a m i c classification)classification)。他们对顶极群落和未达。

11、他们对顶极群落和未达 到顶极的演替系列群落，在分类时处理的到顶极的演替系列群落，在分类时处理的 方法是不同的，因此他们建立了两个平行方法是不同的，因此他们建立了两个平行 的分类系统的分类系统( (顶极群落和演替系列群落顶极群落和演替系列群落) )， 因而称该系统为双轨制分类系统。因而称该系统为双轨制分类系统。 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 (二)美国FGDC植被分类系统 美 国 国 家 地 理 数 据 委 员 会美 国 国 家 地 理 数 据 委 员 会 ( F e d e r a l ( F e d e r a l Geographic Data Committee

12、)Geographic Data Committee)为了在全国为了在全国 水平上获得一致的植被资源数据，便于准水平上获得一致的植被资源数据，便于准 确地比较、集成，并将在野外水平上支只确地比较、集成，并将在野外水平上支只 定旦的植被建模、制图与分析于定旦的植被建模、制图与分析于19961996年年 制订了一个植被分类系统和植被信息制订了一个植被分类系统和植被信息 标准，标准， 并建立了通用的植被数据库。并建立了通用的植被数据库。 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 四、群落的数量分类四、群落的数量分类 讲义：生物群落分类以及排序 ( (一一)

13、)数量分类的目标数量分类的目标 分类是对实体集合按其属性数据所反映的相似关分类是对实体集合按其属性数据所反映的相似关 系进行分组，使同组内的系进行分组，使同组内的 成员尽量相似，而不同成员尽量相似，而不同 组的成员则尽量相异。群落数量分类可能揭示出组的成员则尽量相异。群落数量分类可能揭示出 以下生态学现象：以下生态学现象： 1 1、用植物种的数据、用植物种的数据( (属性属性) )去划分样方去划分样方( (实体实体) )，可，可 以较客观地揭示出植被本身可能存在的自然间断。以较客观地揭示出植被本身可能存在的自然间断。 2 2、用土壤、气候等环境因素的数据去划分样方，、用土壤、气候等环境因素的数

14、据去划分样方， 可能揭示出植被间断的环境原因。可能揭示出植被间断的环境原因。 3 3、以植物种的分类与用土壤、气候等环境因素分、以植物种的分类与用土壤、气候等环境因素分 类的结果进行比较，可以反映出植被变化与环境类的结果进行比较，可以反映出植被变化与环境 变化的关系。变化的关系。 讲义：生物群落分类以及排序 4 4、用样方数据去划分植物种的集合，结果、用样方数据去划分植物种的集合，结果 会分成若干种组，它本身可能反映出种间会分成若干种组，它本身可能反映出种间 相互作用的规律。相互作用的规律。 5 5、用样方数据去分割环境因素的集合，结、用样方数据去分割环境因素的集合，结 果会分成若干环境梯度，

15、反映出不同环境果会分成若干环境梯度，反映出不同环境 因素之间的组合关系。因素之间的组合关系。 6 6、以样方数据分割出的种组与环境梯度、以样方数据分割出的种组与环境梯度 进行比较，可能找到种组与环境因素的关进行比较，可能找到种组与环境因素的关 系，这样的种组被称为生态种组。系，这样的种组被称为生态种组。 讲义：生物群落分类以及排序 （二）群落数量分类的方法（二）群落数量分类的方法 讲义：生物群落分类以及排序 1 1、多元分析技术、多元分析技术 从数学的角度讲，多元分析方法是施于原 始数据集合的一套处理规则，方法本身不 依赖于对实体和属性具体内容的解释。因 此，可用于多种学科。作为群落生态学中

16、的多元分析却要赋予它真实的生态学含义， 即在数学手段的基础上，再从生态学专业 知识的角度给以恰当的解释，达到揭示生 态关系、反映生态规律的目的。 讲义：生物群落分类以及排序 2相似系数运算 相似系数有5类： 关联系数 距离系数 内积系数 信息系数 概率系数。 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 例如：例如： 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 第二节第二节 生物群落的排序生物群落的排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 主分量(或主成分)分析(Principal component analysis)简称

17、PCA法是排 序方法中用得最多的一种方法。 一、间接梯度分析一、间接梯度分析 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 二、直接梯度分析二、直接梯度分析 直接梯度分析用来展示有机体沿主要的环直接梯度分析用来展示有机体沿主要的环 境因子梯度的分布，是群落生态学中的一境因子梯度的分布，是群落生态学中的一 个主要研究手段，它与排序和分类三者构个主要研究手段，它与排序和分类三者构 成一套完整的方法。下面以一个典型的例成一套完整的方法。下面以一个典型的例 子来说明直接梯度分析的方法和用途。子来说明直接梯度分析的方法和用途。 图图8-48-4表示表示1616个主要种沿着排水等级梯度分个主要种沿着排水等级梯度分 布的直接梯度分析。布的直接梯度分析。 讲义：生物群落分类以及排序 讲义：生物群落分类以及排序 R. L. Dix和和F. E. Smeins