第四部分-植物生态学群落2生物多样性

第10章:群落的物种主要内物种多样性概念和指物种多样性变化影响群落物种多样性的生物因生境异质性与物种多样干扰与物种多样生物多样性保护的理论基 物种多样性——概念和指生物多样性的概Biodiversity≠SpeciesChina:8thMegadiversitycountryinthe物种水平：物种多样低于物种水平：遗传多样高于物种水平：群落多样性、生态系统多生物多样性概生态多样 物种多样(Ecological (Organismal(Genetic(Cultural生物多样性概 (Ecological (Organismal生物群区 界生物区 门景观 科生境种生态生境种生态(Genetic亚种种群群体居群核苷酸文化多样性(Cultural人类与生物多样性各个层次的相互作vertibratevertiberatevertibratevertiberateextinctioncausedbybioligicalNumberofext.Biodiversityextinction redbooklist:thereare15,589in12ofbirds（鸟类23ofmammals（兽类32ofamphibians（两栖类 25ofconifers（子植物52ofcycads（苏铁类42ofturtles（龟鳖类18ofsharksandrays（鲨鱼和鳐鱼类27ofFWfishinEAfrica（东非的淡水鱼类Biodiversityextinction75%crop'sgeniticdiversitylosedinlast50%wetland33%coralreefdamagedordeclined17millonhatropicalforestscutevery5-10%forestspecieswillextinctedin30FactortocausetheHabitatdestruction（生境丧失或破碎化Invasivealienspecies（外来种Pollution（环境污染Population（人炸Overexploitation（过度利用物种多样性(species两方面含义物种丰富度Species群落中物种的数物种均匀度（Species各物种的相对多哪个群落物种多样性高群落1 群落群落2物种多样性>群落群落α多样性的几个简单模(Pi)对各物种的丰富度排序位次(从大到小)群落的均匀度越高，曲线的斜率越E为均匀度指断棍模对数正态分几何级数分物种丰富度指Gleason指

A：面S：物种总DSDSD

S1

N：所 数S：物种总 iS2Si2（Simpson）指数——概率度香农－威纳（Shannon-Weiner）指数——信息度Pi：第i个物种数量占群落 数量的比S：物种总Pielou均匀度指EEHHHH'为香农－威纳(Shannon-Weiner)指Si2练习题 群落群落群落群落群落物种物种01β多样性群落系CCCC2SabSab：a群落和bSa：aSb：bγ多样性α多样性，指某个群落或生 的种的多样β发生的种的多样性变化的速率和范围，它研究群落之间的种多度关系。γ多样性，在一个地理区域内如一个岛屿，一系列生境中种的多样性，它就是用这些生境的之间的β多样性的研究范围结合起来表示。§2.物种多样性变化有规律吗——大尺度上的规律和假TheBiodiversityHotspots物种多样性的空间上的变化规多样性随纬度的–从北极到热带，物种多样性增经度(a)哺乳动(b)鸟很多物物种多样性的空间上的变化规陆地环海拔增高，物种水生环深度增大，物种海拔vs.物种数（喜马拉雅a.鸟类、b.哺乳动物、c.深度vs.物种数（深海原因很复杂1.进化时间学热带群落比较古老，进化时间较长，并且在地质年代境条件稳定，很少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，2.生态时间学考虑时间尺度更短，认为物种的分布区的扩大也需要一定时间。3.空间异质性物理环境越复杂，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4.气候稳定学气候越稳定，变化越小，动植物的种类越丰富，在生物的。5.竞争学在环境严酷的地区，如极地和温带，自然选择主要受物生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。6.捕食学 7.生产力学§3.为什么不同群落——生物因素对群落组成的影Q：影响两物种种群共存的因素种间关系——生物庇护所——非生物解释——生态回顾：物种共存与生态位(niche)理生态位：物种在群落和生态系统中的地位和角生态位的维温 温 捕食高 捕食高 捕食高基础生态位与实际生态生态位生态位的分化——种内竞争和种间竞和分离情况，探讨竞争与进化的关系。一种情况：竞温温水竞 ：缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态另一种情况：性状替性状替换：竞争激烈时，物种的实际生态位收缩，现在物种的某些性状发竞争的作种间竞争促进群落资源的充分利用夏威夷群岛的蜂鸟(honeycreeper)的多样竞争对群落物种组成结构的影生态 增捕食对群落物种组成结构的影围墙的左边是 rats移走的地区，物种数明显较多捕食对群落物种组成结构的影如果具选择性的捕食者喜食的是群落中的优势种，则捕食可以提高多样性；如捕食者喜食的是竞争上占劣势的种类，则捕食会降低多样性。泛化捕食者的捕食强度与植物多样性的关系是呈单峰但捕食者过多，会导致物种数量下降。特化捕食一个解释群落物种多样性多少的简单模——生态位vs.物种R——资源连续n——某物种的生态位宽δ——生态Q：竞争和捕食如何影响群落的物种多样性？竞？竞捕§4为什么一个群落内不同地点的物——生境异质性的作群落的空间异质无机环境的空间异质一块弃耕地的空间异质性可以达到10热带雨林的空间异质性和植物空间异质性vs.物种多样简单的物种丰富度模型，a情植物非生物环境(基质，地形，土壤动物植被的空间异质性(群落的结构多样300m2的样地中植物种数与环境异质性关鸟类多样性 高度多样如何表示群落异质性一个群 结构异质性的测两个样地小样方分层盖度估群落的垂直结构指标0 0 小样–高台沟VSI为78.7；火牙沟VSI为87.4群落的水平结构异质β多样性指数PD=0.5*∑|a-一个样地的8个小样方之间的水平结构差异水平结构异质性的指标群落 –高台沟群落结构的水平异质性指数为17.8群落结构的水平异质性指数为13.6应不同采伐（干扰）方式对林分结构的影§5.群落在不同阶——干扰对群落结构的影干扰与多样干扰的定义(Whiteand干扰的种自然干人类干干扰对群落中不层片中度干扰假(J.Connell,1975,中等水平的干扰使群落具有较高的多样干扰是影响群落物种多样性的主要 IntermediateDisturbance干扰与群落的断干扰导致断层抽彩式竞争(competivelottery)提高群落多样性群落中具有许 缺口和耐受缺口中物理环境能力相等物这些物种中任何一种在其生活史过程中 侵的其物种再侵入断层和小演有些的物种更替有规律性，在不同时期群落的多样性是不同的。物种丰富度干扰干扰开干扰后很断层中的小演替与群落的物种多样中度干扰假说的解①在一次干扰后少数先锋 断层，如果干扰频繁，先锋种不能发展到演替中期，使多样性较低②如果干扰间隔时间长，使演替能够发展到顶极期，则样性也不很高③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 物种 和 。度度富丰种物频繁干频繁干中度干很少干一 的例子WindCaveNationalParariedog群落内的种间关生物的和非生物的环境因子影响而生长在一起。负关联则是由于空间排挤、竞争、他感作用以及不同的环境要求。种对间的关联系数计算(abcd为样方数种间关系星系图(鄂尔多斯高原各群落中种的关联另一种是一物种的分布被另一物科的竞争种间关联的理论模型——正态群落的性质

有机论 论群落中物种的集合过程及可能的影响因物库物库种群大

种组成种组成群局域面积物种组机

生境变局域绝局域绝in Dominance§6.生物多样性保护的理论基——岛屿生物学、集合种群、最小生存Landscape-BroaderScaleLargergeographicArealisticheterogeneityofhabitats(amosaic-likepatterns)Structure,process,andNaturalandhumanMosaicscanbefiedusingremoteLandscape-AnEcological(size,shape,composition,(energyflow,materials,speciesPatchconnectivity LandscapeThedesignofoutdoors(social,ecological,geologicaletc.)Withhard(built)andsoft(planted)Amulti-disciplinaryfield:botany,horticulture,thefineart,architecture,industrialdesign,environmentalpsychology,geography,ecologyLandscape-AnManagementEcological林：「气行也，因地之势，其聚也，因势之止。古人聚之使不散，行之使有止，故谓水。」晋郭古代方士的术数分为六种，术和“”，的基本思想是：傍水和种植林木，称为林。

森林生態 壓ceRegime)

組成功能

1985~AToolforBiodiversityConservationandEcosystemServices 传统自然保护区理IslandBiogeographyIslandBiogeography生物多样性保物 的速率是自 的1000倍。原因–1–2–3–4 物 的过程和形 ？生物多样性保护的理论基岛屿生物学理集合种群理最小生存种群理岛屿生物学理真正的岛生境岛–程度不同的岛屿。––由于人类活动的影响，自然景观的片段化，也是产岛屿的面积效应——物种－面积关LogS=logC–S为物种–A为面–C为常–Z为常植物,巴哈马群 鸟类,淡水湖泊生蝙蝠,岩洞生 鱼类,沙漠泉水生岛屿生物地理的平衡理MacArthurandWilson岛屿的物种数量S取决于迁入 的平这种平衡是一种动态的平小远近大SNPP小远近大SNPP岛屿面积大、 岛屿距离大陆远岛屿生物地理平衡理论岛屿上的物种数S最后为定物种不断地迁入 ，表现为动态平岛屿越大，物种数量越多(面积效应岛屿距大陆越远，物种数量越少(距离效应距离效岛屿距离vs.鸟类种数(巴布亚新几内亚)（面积换算保护区设计原Diamond等(1976)根据平衡假 几个原则保护区面积越大越单个保护区要比面积相同，但分隔成若干小保护区若干个分隔的小若干个分隔的小保护区排列越紧凑越好，线性排有廊道连接的若干个小保护区比无廊道连接的圆形的保护区比条形的保护区回顾：集合种群动态简集合种群＝种群中的种为什么研究集合种群动种群的扩散和迁移长期被忽视，但对于 现食物和栖地很自然界的生境斑块很常见，稀有物种如何存在种群也能表现为一种斑生境破碎化也很严重，如何保护破碎生境中的集合种群定集合种群：许多亚种群的集合体，每一个亚种随 ，通过所有亚种群的随 状态的平衡，复合种群保持时刻 时刻Nt1Nt1Nt (bd)(innitjj 案例：Silver-studdedbluebutterflyNorth保护区设计原异质性原则从较大的地理尺度上选择多个小型保护区，因为物若干小保护区比一个大保护区抵御环 ，灭顶之现实情况下很难建立大的保护有利 多样性形强调廊道连接栖息地