第4章群落生态学

1、19:58:481第四章 群落生态学生物群落的组成与结构生物群落的动态19:58:482第一节第一节 生物群落的组成与结构生物群落的组成与结构一、生物群落的基本概念二、群落种类组成三、群落的外貌和结构四、影响群落结构的因素19:58:493一、一、 生物群落的基本概念生物群落的基本概念1、生物群落的定义、生物群落的定义群落（community）:在相同时间聚集在同一地段上的各种生物种群的集合体。包括栖息在同一地域中的动物、植物和微生物。不是杂乱无章地堆积在一起，而是在一定的生境下相互作用地有规律地生长在一起，并与环境发生一定的相互作用，共同组成一个统一体。19:58:4942、生物群落的性质、

2、生物群落的性质机体论学派机体论学派(organismic school)群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。 个体论学派个体论学派(individualistic school) 群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。密密度度密密度度环境梯度环境梯度环境梯度环境梯度abcdabcd一、一、 生物群落的基本概念生物群落的基本概念19:58:4953、常规的群落类型封闭型封闭型l清晰的边界l分明的群落交错区l明显的集合l物种相间 l协同进化显著开放型开放型l边界模糊,渐进l物种间少或没有

3、集合l协同进化不普遍或不明确丰度丰度地理范围地理范围大量的单一物种丰度丰度地理范围地理范围一、一、 生物群落的基本概念生物群落的基本概念19:58:496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（ecotone）(生态交错区或生态过渡带)：两个或多个群落之间的过渡区域。边缘效应(edge effect)：群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘效应。l边缘效应产生的原因：在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特有种；群落交错区的环境比较复杂，两类群落中的生物能够通过迁移而交流，能为不同生态类型植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。19:58:4

4、97群落交错区与边缘效应群落交错区与边缘效应边缘效应原理的实践意义利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高野生动物的产量。人类活动而形成的交错区有的有利，有的是不利的。19:58:4984、群落的基本特征、群落的基本特征l（1）、具有一定的种类组成和外貌：）、具有一定的种类组成和外貌：物种数物种数和个体数。和个体数。l（2）、不同物种之间的相互影响：）、不同物种之间的相互影响：必须共同必须共同适应它们所处的无机环境；它们内部的相互适应它们所处的无机环境；它们内部的相互关系必须取得协调和发展关系必须取得协调和发展(种群构成群落的二种群构成群落的二个条件个条件)。l（3）、形成群落环

5、境：）、形成群落环境：定居生物对生活环境定居生物对生活环境的改造结果。的改造结果。19:58:499（4）、具有一定的结构：）、具有一定的结构：形态结构、生形态结构、生态结构、营养结构。态结构、营养结构。（5）、一定的动态特征）、一定的动态特征:季节动态、年际季节动态、年际动态、演替与演化。动态、演替与演化。（6）、一定的分布范围：）、一定的分布范围：特定的地段或特定的地段或特定的生境。特定的生境。（7）、群落的边界特征：）、群落的边界特征：或明确或不明或明确或不明确的边界。确的边界。（8）、不同物种在群落中作用不同）、不同物种在群落中作用不同4、群落的基本特征、群落的基本特征19:58:49

6、10二、群落的种类组成二、群落的种类组成（一）、种类组成性质分析最小表现面积：最小表现面积：指基本指基本上能够表现出某群落类上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积型植物种类的最小面积称为最小表现面积。称为最小表现面积。群落结构的复杂程度和群落最小面积的大小是一种正比关系。样方面积样方面积s0物种数物种数19:58:4911（一）、种类组成性质分析法国生态工作者用标准化了的巢式样方研究世界各地不同草本植被类型的种类数目特征，所用的样方面积最初为1/64，以后成倍加大。他们把每含样地总种84%的面积做为群落的最小面积。19:58:4912（一）、种类组成性质分析1.优势种和建群种: 对群落的结构

7、和群落环境对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为的形成有明显控制作用的物种称为优势种优势种（dominant species）；优势层的优势种优势层的优势种称建群种（称建群种（constructive species）。）。2.次优势种（subdominant species）/亚优势种: 指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物种。19:58:4913（一）、种类组成性质分析3.伴生种（companion species）：为群落的常见物种，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。4.偶见种或罕见种(rare species)：是那些在群落

8、中出现频率很低的种类。5.关键种（keystone-species):在维护生物多样性和生态系统稳定性方面起重要作用，如果它们消失或削弱，整个生态系统就可能发生根本性的变化。 19:58:4914关键种生物群落中，处于较高营养级的少数物种，其取食活动对群落的结构产生巨大的影响，称关键种。关键种可以是顶极捕食者，也可以是那些去除后对群落结构产生重大影响的物种。 。海星海星荔荔枝枝螺螺石石鳖鳖帽帽贝贝贻贻贝贝滕滕壶壶龟龟足足19:58:4915（一）、种类组成性质分析关键种和优势种的区别:生物量虽然低，但关键中的存在对于维持生物群落的组成和多样性具有决定性意义。关键种是哪些对群落的影响与其数量不成

9、比例的物种。优势种是哪些对生物群落的影响与其生物量相适应的物种。19:58:4916（二）、种类组成的数量特征1.多度：多度：是是目测估计指标，目测估计指标，对物种个体数目多少的一对物种个体数目多少的一种估测指标。种估测指标。19:58:4917（二）、种类组成的数量特征2.密度：密度：单位面积或单位空间内的个体数。单位面积或单位空间内的个体数。 d=n/sd=n/sl相对密度：相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。l密度比：密度比：某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比。分比。3.盖

10、度：盖度：指植物地上部分的垂直投影面积占样地指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。分种盖度（分盖度）、总盖度面积的百分比。分种盖度（分盖度）、总盖度（群落盖度）（群落盖度）l基盖度：基盖度：植物基部的覆盖面积。植物基部的覆盖面积。l相对盖度：相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。l盖度比：盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。19:58:4918（二）、种类组成的数量特征4.频度：频度：某个物种在某个物种在调查范围内出现的频调查范围内出现的频率。率。频度=某种出现的样方数/样方总

11、数100%raukiaer定律：abcde19:58:4919（二）、种类组成的数量特征5.高度：自然高度和绝对高度。6.重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量占全部物种重量的百分比。在草原群落中分鲜重与干重密度、盖度、高度、频度、生物量称为群落的四度一量。注意相对指标与指标比的差异19:58:4920（二）、种类组成的数量特征优势度与综合优势比优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。定义和计算方法不统一。日本学者提出综合数量指标。包括两个因素，三因素，四因素和五因素，即在密度比，盖度比，频度比高度比和重量比这五项指标中任意取，求平均值。如sdr2=（密度比 +盖度比）/2100%19

12、:58:4921（二）、种类组成的数量特征重要值：用来表示某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。重要值=相对密度+相对频度+相对盖度/319:58:4922（三）、物种的多样性生物多样性：指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物、微生物的所用种及其组成的群落和生态系统。三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。19:58:49231.物种多样测度丰富度指数gleason指数margalef指数d=（s-1）lnad=(s-1)lnn单位面积单位面积群落中物种数目群落中物种数目观察到的个体总数观察到的个体总数群落中总物种数目群落中总物种数目19:58:492

13、42.物种多样测度多样性指数辛普生多样性指数(simpsons diversity index)l香农威纳指数香农威纳指数(shannon-wiener index)d=1-pih=-pilog2pi属于种属于种i 的个体在全部的个体在全部个体中的比例个体中的比例多样性指数多样性指数第第i 个个物种物种属于种属于种i 的个体在全部的个体在全部个体中的比例个体中的比例多样性指数多样性指数19:58:50253.物种多样测度-物种均匀性指数均匀度l不均匀性不均匀性e= hhmax r= (hmax - h) (hmax - h min )实际的种类实际的种类多样性多样性最大均匀条件下的种最大均匀条

14、件下的种类多样性（类多样性（loges）hmax =-s(1/s loge 1/s )=loge s群落中的最群落中的最大物种数大物种数hmin =-s/s loge s/s )=0 = 1 - h hmax19:58:5026（三）、物种的多样性4.生态系统物种丰富度模型5.物种多样性梯度（1）多样性随纬度纬度变化 （2）多样性随海拔海拔变化 19:58:502719:58:5028（三）、物种的多样性4.生态系统物种丰富度模型5.物种多样性梯度（1）多样性随纬度纬度变化 （2）多样性随海拔海拔变化 （3）多样性随深度变化深度变化由此可以看出其一般规律：物种多样性总的趋势是随热量分布的变化而

15、变化。（4）随演替进展变化19:58:5029（三）、物种的多样性6.物种多样性的影响因素（1）时间：进化时间和生态时间（2）空间异质性学说（3）气候稳定学说（4）竞争学说（5）捕食学说（6）生产力学说（7）综合作用19:58:5030三、群落的结构(一）垂直结构一）垂直结构主要指成层现象主要指成层现象l陆地群落的分层与光陆地群落的分层与光的利用有关，群落层的利用有关，群落层次主要是由植物生活次主要是由植物生活型所决定型所决定。l陆地动物群落的分层陆地动物群落的分层主要与食物有关，其主要与食物有关，其次与不同层次的微气次与不同层次的微气候条件有关。候条件有关。abcda草被层；草被层；b灌木层；灌木层；c下木层；下木层；d林冠层林冠层19:58:5031三、群落的结构（二）水平结构主要特征就是镶嵌性。镶嵌性：植物个体在水平方向上的分布不均匀造植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的小群落斑块相间的现象。成的小群落斑块相间的现象。l气候影响：微气候、径流l土