群落的组成与结构

群落的组成与结构第一页，共四十五页，2022年，8月28日第三部分群落生态学一、群落的组成与结构二、群落的动态三、群落的分类与排序植物群落学（地植物学、植被生态学、植物社会学）动物群落学第二页，共四十五页，2022年，8月28日第八章群落的组成与结构一、群落的概念群落(community)：在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合生物群落植物群落+动物群落+微生物群落第三页，共四十五页，2022年，8月28日第四页，共四十五页，2022年，8月28日二、群落的基本特征具有一定的种类组成不同物种之间的相互影响形成群落环境具有一定的结构具有一定的动态特征具有一定的分布范围具有边界特征各物种不具有同等的群落学重要性第五页，共四十五页，2022年，8月28日第六页，共四十五页，2022年，8月28日三、对群落性质的两种对立观点关于群落的性质，生态学界存在两派绝然对立的观点一派认为群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物体系，像有机体与种群那样，被称为机体论学派另一派认为群落并非自然界的实体，而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集合，被称为个体论学派第七页，共四十五页，2022年，8月28日机体论学派(organismicschool)任何一个植物群落都要经历一个从先锋阶段到相对稳定阶段的顶级阶段的演替过程这个演替过程类似于一个有机体的生活史群落像有机体一样，有诞生、生长、成熟和死亡的不同发育阶段代表人物：美国生态学家Clements第八页，共四十五页，2022年，8月28日个体论学派(individualisticschool)任何有关群落与有机体相比拟都是欠妥的群落的存在依赖于特定的生境与物种的选择性，但环境条件在空间与时间上都是不断变化的，因此群落之间不具有明显的边界环境的变化使人们无法划分出一个个独立的群落实体，群落只是科学家为了研究方便而抽象出来的一个概念代表人物：第九页，共四十五页，2022年，8月28日现代生态学对群落的认识多数群落生态学家持机体论观点但一些近代的群落生态学研究，采用梯度分析和排序的方法证明群落并不是一个个分离、有明显边界的实体，而是在空间上和时间上连续的一个系列这一事实使有些学者更倾向于个体论学派的观点还有一些学者认为，群落可能处于自个体论所认为的到机体论所认为的连续谱中的任何一点第十页，共四十五页，2022年，8月28日四、群落的种类组成种类组成的性质分析种类组成的数量特征种的多样性物种多样性在空间上的变化规律物种多样性空间变化学说决定多样性梯度的因素第十一页，共四十五页，2022年，8月28日种类组成的性质分析最小面积定义：基本上能表现出某群落绝大多数植物种类的面积组成群落的种类越丰富，其最小面积越大热带雨林，50×50m2

常绿阔叶林，20×20m2

针叶林及落叶林，10×10m2

灌丛，5×5或10×10m2草地，1×1或2×2m2第十二页，共四十五页，2022年，8月28日种类组成的性质分析优势种(dominantspecies)：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种建群种(constructivespecies)：优势层中的优势种亚优势种(subdominantspecies)：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植物种伴生种(companionspecies)：群落的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用偶见种(rarespecies)：在群落中出现频率很低的种类，多是由于种群本身数量稀少的缘故第十三页，共四十五页，2022年，8月28日种类组成的数量特征多度(abundance)：对植物群落物种个体数目多少的一种估测指标

密度(density)，相对密度，密度比盖度(coverage)

投影盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面积百分比基盖度：植物基部的覆盖面积频度(frequency)

Raunkiaer频度定律：A>B>C≥D<E

重要值(importantvalue)

IV=相对密度+相对频度+相对优势度/相对盖度第十四页，共四十五页，2022年，8月28日几种常用的多度等级DrudeClementsBraun-BlanquetSoc.极多Dominant优势D5非常多Cop.Cop3很多Abundant丰盛A4多Cop2多3较多Cop1尚多Frequent常见F2较少Sp少Occasional偶见OSol.稀少Rare稀少r1少Un.个别Veryrare很少Vr+很少第十五页，共四十五页，2022年，8月28日第十六页，共四十五页，2022年，8月28日生物多样性生物多样性(biodiversity)的概念生物种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、动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统生物多样性的三个水平遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和物种多样性：地球上生物有机体的多样化生态系统多样性：生物圈中生物群落、生境和生态过程的多样化第十七页，共四十五页，2022年，8月28日物种多样性物种多样性的涵义：丰富度(speciesrichness)一个群落或生境中物种数目的多寡均匀度(speciesevenness)一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况第十八页，共四十五页，2022年，8月28日物种多样性物种多样性的测定辛普森多样性指数(Simpson’sdiversityindex)辛普森多样性指数=1-随机取样的两个个体属于同种的概率香农-威纳多样性指数(Shannon-Weinerindex)用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性，不确定性越高，多样性也越高第十九页，共四十五页，2022年，8月28日例甲群落中有A、B两个物种，其个体数分别为99和1，乙群落中也只有A、B两个物种，其个体数均为50，试计算这两个群落的辛普森指数和香农-威纳指数第二十页，共四十五页，2022年，8月28日物种多样性的时空变化规律空间纬度：随纬度升高物种多样性降低海拔：随海拔升高物种多样性降低水体：随深度增加物种多样性降低时间

在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加在群落演替的后期，物种多样性会降低第二十一页，共四十五页，2022年，8月28日决定多样性梯度的因素进化时间学说热带群落比较古老，进化时间长，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，群落有足够的时间发展到高多样化的程度，所以多样性较高；相反，温带和极地群落从地质上讲比较年轻，遭受灾难性气候比较多，所以多样性较低生态时间学说认为物种分布区的扩大需要一定的时间，物种从多样性高的热带扩展到多样性低的温带需要足够的时间，而且还需要畅通的道路，有些物种在扩散途中可能被某些障碍所阻挡，因此温带和热带相比，其物种还未充分饱和第二十二页，共四十五页，2022年，8月28日决定多样性梯度的因素空间异质性学说从高纬度的寒带到低纬度的热带，环境的复杂性增加，即空间异质性增加，而空间异质性程度越高，提供的生境类型就越多，导致动植物群落的复杂性也高，从而物种多样性也越大气候稳定学说在生物进化的地质年代中，地球上唯有热带的气候可能是最稳定的，所以通过自然选择，那里出现了大量狭生态位和特化的种类，故物种多样性高；而在高纬度地区，由于气候不稳定，自然选择有利于具广适应性的生物，所以物种多样性低第二十三页，共四十五页，2022年，8月28日决定多样性梯度的因素竞争学说在物理环境严酷的地区，如极地和温带，自然选择主要受物理因素控制，但在气候稳定而温和的热带地区，生物之间的竞争成为进化和生态位分化的主要动力，由于生态位分化，热带动植物要求的生境条件往往很狭隘，其食性也较特化，物种之间的生态位重叠较多生产力学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，物种多样性就越高第二十四页，共四十五页，2022年，8月28日决定多样性梯度的因素捕食学说捕食者将被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被捕食者的种间竞争，竞争的减弱允许有更多的被食者共存，较丰富的种群又支持了更多的捕食者种类，因此捕食者的存在可以促进物种多样性的提高以上7个学说其实包括了6个因素，这些因素同时影响群落的物种多样性第二十五页，共四十五页，2022年，8月28日五、群落的结构群落的结构单元群落的垂直结构群落的水平结构群落的时间结构群落交错区与边缘效应第二十六页，共四十五页，2022年，8月28日生活型(lifeform)：生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不仅体态相似，而且在适应特点上也是相似的根据休眠芽在不良季节的着生位置，陆生植物可以划分为五类生活型群落的结构单元第二十七页，共四十五页，2022年，8月28日高位芽植物(phanerophytes)：休眠芽位于距地面25厘米以上地上芽植物(chamaephytes)：更新芽位于土壤表面之上，25厘米以下，多为半灌木或草本植物地面芽植物(hemicryptophytes)：更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全枯死，为多年生草本植物地下芽植物(cryptophytes)：更新芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物一年生植物(therophytes)：只能在良好季节中生长的植物，它们以种子的形式度过不良季节生活型第二十八页，共四十五页，2022年，8月28日生活型谱第二十九页，共四十五页，2022年，8月28日群落的结构单元层片(synusia)：植物群落中同一生活型的不同植物组合，群落的一种结构单元属于同一层片的植物为同一生活型，但同一生活型的植物只有个体数量多且相互间存在联系时才能组成层片每一层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片小环境互相作用的结果构成了群落环境每一层片都占据着一定空间和时间，层片的时空变化形成了群落的不同结构特征每一个层片都具有自己的相对独立性，而且可以按其功能和作用分为优势层片、伴生层片、偶见层片等第三十页，共四十五页，2022年，8月28日群落的水平结构水平结构：群落的配置状况或水平格局，也称为群落的二维结构，其基本结构单位是小群落镶嵌性(mosaic)：两个层片在水平空间上的不均匀配置而使群落在外形上表现出斑块相间的现象，每一个斑块就是一个小群落，它们彼此组合，共同形成了群落的镶嵌性群落内部环境因子的不均匀性，例如小地形和微地形的变化，人与动物的影响等是群落镶嵌性的主要原因自然界中群落的镶嵌性是绝对的，而均匀性是相对的第三十一页，共四十五页，2022年，8月28日陆地生物群落中水平格局的主要决定因素

第三十二页，共四十五页，2022年，8月28日群落的时间结构时间结构：群落结构因环境因子变化而随时间呈现明显且有节律的变化季相：植物群落随气候季节交替发生周期性变化，从而呈现出不同的群落外貌的现象植物群落的季节动态发生在群落内部，并不造成整个群落性质改变，因此也称为群落内部动态，群落内部动态导致其结构组成在时间上相互更替，即某一时期某一层片在群落外貌和结构中占主导地位，另一时期另外层片占主导地位，这种现象称为时间性层片

第三十三页，共四十五页，2022年，8月28日第三十四页，共四十五页，2022年，8月28日第三十五页，共四十五页，2022年，8月28日群落交错区与边缘效应群落交错区(ecotone)：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带是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带，在这里，群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大边缘效应(edgeeffect)：群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势群落交错区往往包含两个重叠群落中的所有的种以及交错区本身特有的种第三十六页，共四十五页，2022年，8月28日37

EdgeeffectandEcotone

第三十七页，共四十五页，2022年，8月28日影响群落结构的因素生物因素竞争对生物群落结构的影响捕食对生物群落结构的影响干扰对群落结构的影响空间异质性与群落结构岛屿与群落结构第三十八页，共四十五页，2022年，8月28日干扰对群落结构的影响干扰与群落的断层断层的抽彩式竞争干扰造成群落的断层后，有的在没有继续干扰的条件下会逐渐恢复，但断层也可能会被周围群落任何一个种侵入和占有，并发展为优势者，哪一种是优胜者完全取决于随机因素中度干扰假说中等程度的干扰能维持高多样性第三十九页，共四十五页，2022年，8月28日岛屿与群落结构岛屿的物种数-面积关系岛屿中的物种数目与岛的面积有密切关系，岛面积越大，种数越多S=cAz其中，S为物种数，A为岛屿面积，c、z为常数MacArthur平衡说岛屿上的种数决定于物种迁入和灭亡的平衡，且这是一种动态的平衡，不断有物种灭亡，也不断由同种或别种的迁入而替代补偿灭亡的物种第四十页，共四十五页，2022年，8月