生物圈中的生命系

生物圈中的生命系第1页，课件共50页，创作于2023年2月2

一、生物群落的定义及特征

群落（community）：特定空间或特定生境下，生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有特定的形态结构与营养结构，执行一定的功能，这种多种群的集合称群落。

第2页，课件共50页，创作于2023年2月3

群落的基本特征具有一定的种类组成：物种数和个体数。不同物种之间的相互影响：必须共同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（种群构成群落的二个条件）。形成群落环境：定居生物对生活环境的改造结果。具有一定的结构：形态结构、生态结构、营养结构。一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。群落的边界特特征：或明确或不明确的边界。第3页，课件共50页，创作于2023年2月4

二、生物群落的种类组成

种类组成的性质分析种类组成的数量特征物种的多样性种间关联第4页，课件共50页，创作于2023年2月5

（一）种类组成的性质分析优势种和建群种: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优势种（dominantspecies），它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、生活能力强，即优势度较大的种；植物群落中，处于优势层的优势种称建群种（constructivespecies）。2、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物种。3、伴生种（companionspecies）：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（rarespecies）：第5页，课件共50页，创作于2023年2月6

种类组成的数量特征：单个数量指标多度：对物种个体数目多少的一种估测指标。

密度：单位面积或单位空间内的个体数。相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。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分比。

第6页，课件共50页，创作于2023年2月7

盖度：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）、层盖度（种组盖度）、总盖度（群落盖度）基盖度：植物基部的覆盖面积。

第7页，课件共50页，创作于2023年2月8

频度：某个物种在调查范围内出现的频率。高度和高度比：某种植物高度占最高物种的高度的百分比。重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量点全部物种重量的百分比。体积：胸高断面积、树高、形数（可查获）三者的乘积。形数是树干体积与等高同底的圆柱体体积之比

第8页，课件共50页，创作于2023年2月9

种类组成的数量特征：综合数量指标优势度：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。

重要值：相对密度＋相对频度＋相对优势度（相对基盖度）。

综合优势比：在密度比、盖度比、频度比高度比和重量比中取任意二项求其平均值，再乘100％。

第9页，课件共50页，创作于2023年2月10

物种多样性物种多样性：由物种数目和相对多度决定的。物种丰富度（speciesrichness）：指一群落或生境中物种数目的多寡。物种均匀度（speciesevenness）：指一群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，反映各物种个体数目的分配均匀程度。

物种多样性的测度丰富度指数多样性指数第10页，课件共50页，创作于2023年2月11

丰富度指数1、Gleason指数（格利森）

2、Margalef指数（马加利夫）D=（S-1）／lnAD=(S-1)／lnN群落中物种数目单位面积群落中总物种数目观察到的个体总数第11页，课件共50页，创作于2023年2月12

多样性指数辛普生多样性指数（Simpson’sdiversityindex）

香农－威纳指数（Shannon-Wienerindex）D=1-∑Pi2H′=-∑Pilog2Pi属于种i的个体在全部个体中的比例多样性指数第i个物种属于种i的个体在全部个体中的比例多样性指数第12页，课件共50页，创作于2023年2月13

群落的物理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交错区与边缘效应第13页，课件共50页，创作于2023年2月14

群落的结构单元生活型生态型生长型

层片第14页，课件共50页，创作于2023年2月15

生活型（lifeform）：生物对相同环境条件进行趋同适应的结果，对综合环境条件长期适应的外部表现形式。同一生活型的植物表示它们对环境的适应途径和适应方法相同或相似。植物的生活型类型（Raunkiaer

生活型系统）：高位芽植物：休眠芽位于距地面25cm以上。地上芽植物：更新芽位于土壤表面之上，25之下，多为半灌木或草本植物。地面芽植物：又称浅地下芽植物或半隐芽植物，更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全枯死，即为多年生草本植物。隐芽植物：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：以种子越冬。第15页，课件共50页，创作于2023年2月16

生态型（ecologicalequivalents）：是指同一个种为了在不同的环境中生长，其所适应环境分化出来的性质，在遗传中固定下来而产生的类型称为生态型。它是同种中最小单位的种群，位于生态种之下。生态型强调植物与环境的适应，一个生态型的个体，与属于同一生态种的另一生态型的个体能够自由地交配。

第16页，课件共50页，创作于2023年2月生长型（growthform）:反映植物生活的环境条件，相同的环境条件具有相似的生长型，是趋同适应的结果。例如，生活于非洲、北美、澳洲和亚洲的许多荒漠植物，虽然它们可能属于不同的科，却都发展了叶子细小的特征。细叶是一种减少热负荷和蒸腾失水的适应。第17页，课件共50页，创作于2023年2月生活型是描述不同种类的生物对相似环境的趋同适应，有相同的适应特点。生态型物种在特定生境中的变异群生长型根据植物的体态进行划分，可以看做是生活型的一种划分。第18页，课件共50页，创作于2023年2月19

层片层片：是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。包括三级：第一级层片是同种的个体组合；第二级层片是同一生活型的不同植物的组合；第三级层片是不同生活型不同种类植物的组合。第19页，课件共50页，创作于2023年2月20

群落的垂直结构植物群落的分层现象：与光的利用有关。动物群落的分层现象：与食物和不同层次的微气候条件有关。水生群落的分层现象：与阳光、温度、食物和溶氧等因素有关。DABCA草本层；B灌木层；C乔木层；D林冠层第20页，课件共50页，创作于2023年2月第21页，课件共50页，创作于2023年2月群落的水平结构是指群落的配置状况或水平格局。植物群落水平结构的主要特征就是它的镶嵌性（mosaic）。镶嵌性是植物个体在水平方向上分布不均匀造成的，从而形成了许多小群落（microcoense）。小群落的形成是由于环境因子的不均匀性，如小地形和微地形的变化，土壤湿度和盐渍化程度的差异，群落内部环境的不一致，动物活动以及人类的影响等。分布的不均匀性也受到植物种的生物学特性、种间的相互关系以及群落环境的差异等因素制约。

群落的水平结构第22页，课件共50页，创作于2023年2月23

植被的镶嵌性的主要决定因素：气候影响：微气候、径流土壤影响：营养物质、土壤质地、地形特点植物影响：他感作用、遮荫作用、繁殖特点动物影响：喜食情况、种子散布、食物贮藏、排泄物、践踏、挖洞

第23页，课件共50页，创作于2023年2月如果说植物种类组成在空间上的配置构成了群落的垂直结构和水平结构的话，那么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配置，形成了群落的时间结构。在某一时期，某些植物种类在群落生命活动中起主要作用；而在另一时期，则是另一些植物种类在群落生命活动中起主要作用。

群落的时间格局第24页，课件共50页，创作于2023年2月25

昼夜相：与环境因子的昼夜节律有关季节相：与环境因子的季节节律有关年际间变化

第25页，课件共50页，创作于2023年2月26

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地带。边缘效应(edgeeffect)：群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘交应。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在种；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。第26页，课件共50页，创作于2023年2月27

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。

第27页，课件共50页，创作于2023年2月28

四生物群落的演替群落演替的基本概念演替的类型生物群落演替理论影响生物群落演替的因素

第28页，课件共50页，创作于2023年2月29

1.群落演替的基本概念（记）群落演替（communitysuccession）：自然群落中，一种群落被另一群落所取代的过程。演替系列（successionsere）：按顺序发生的一系列群落。先锋种（pioneerspecies）和先锋群落（pioneercommunity）：演替过程中，最早定居下来的物种称先锋种；演替过程中最初形成具在一定结构和功能的群落称先锋群落。顶极群落（climaxcommunity）：任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段，当群落达到与周围环境平衡时，群落演替渐渐变得缓慢，演替最后阶段的群落称顶极群落。第29页，课件共50页，创作于2023年2月30

《环境生态学》精品课程建设

经典的演替模式一年生杂草多年生杂草灌木早期演替树木晚期演替树木弃耕地上的群落演替：第30页，课件共50页，创作于2023年2月

1．按照演替发生的时间进程，可以分为：

（1）世纪演替延续时间相当长久，一般以地质年代计算。常伴随气候的历史变迁或地貌的大规模改造而发生。

（2）长期演替延续达几十年，有时达几百年，云杉林被采伐后的恢复演替可作为长期演替的实例。

（3）快速演替延续几年或十几年。草原弃耕地的恢复演替可以作为快速演替的例子，但要以撂荒面积不大和种子传播来源就为条件；不然弃耕地的恢复过程就可能延续达几十年。

以下照片是一块林地被采伐后几十年的演替过程。

第31页，课件共50页，创作于2023年2月第32页，课件共50页，创作于2023年2月第33页，课件共50页，创作于2023年2月

2．按演替发生的起始条件划分，可以分为：

（1）原生演替（primarysuccession）开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸露地段）上的群落演替。

原生裸地是指以前完全没有植物的地段，或原来存在过植被，但被彻底消灭，甚至植被下的土壤条件也不复存在。火山熔岩或冰川运动都形成了典型的原生裸地。第34页，课件共50页，创作于2023年2月（2）次生演替（secondarysuccession）开始于次生裸地（原有植物被去除

）上的群落演替。

第35页，课件共50页，创作于2023年2月

3．按基质的性质划分。可分为：

（1）水生演替（hydrorarchsuccession）演替开始于水生环境中，但一般都发展到陆地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。

（2）旱生演替（xerarchsuccession）演替从干旱缺水的基质上开始。如裸露的岩石表面上生物群落的形成过程。

第36页，课件共50页，创作于2023年2月

4．按控制演替的主导因素划分：

（1）内因性演替这类演替的一个显著特点是，群落中生物生命活动的结果首先使它的生境得到改造，然后被改造了的生境又反作用于群落本身，如此相互促进，使演替不断向前发展。一切源于外因的演替最终都是通过内因生态演替来实现，因此可以说，内因生态演替是群落演替的最基本和最普遍的形式。

（2）外因性演替这种演替是由于外界环境因素的作用所引起的群落变化。其中包括气候发生演替（由气候的变动所导致）、地貌发生演替（由地貌变化所引起）、土壤发生演替（起因于土壤的演变）、火成演替（由火的发生作为先导原因）和人为发生演替（由人类的生产及其他活动所导致）。

第37页，课件共50页，创作于2023年2月5．按群落代谢特征来划分有自养性演替和异养性演替。自养性演替中，光合作用所固定的生物量积累越来越多，例如由裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→乔木的演替过程。异养性演替如出现在有机污染的水体，由于细菌和真菌分解作用特别强，有机物质是随演替而减少的。

第38页，课件共50页，创作于2023年2月

多数群落的演替具有一定的方向性，但也有一些群落有周期性的变化，即由一个类型转变为另一个类型，然后又回到原有类型，称为周期性演替。例如石楠群落，其优势植物是石楠，在逐渐老化以后为石蕊（一种地衣）所入侵，石蕊死亡后出现裸露的土壤，于是熊果入侵，以后石楠又重新取而代之，如此循环往复。

第39页，课件共50页，创作于2023年2月40

3.生物群落演替理论顶极群落的特征

演替顶极学说第40页，课件共50页，创作于2023年2月41

演替顶极学说单元顶极学说（F.E.Clements,1916）

多元顶极学说（A.G.Tansley,1954）

顶极格局学说（R.H.Whittaker,1953）第41页，课件共50页，创作于2023年2月42

单元顶极学说（F.E.Clements,1916）

在同一个气候区内，只能有一个顶极群落，而这个顶极群落的特征完全是由当地的气候决定的，因此又叫气候顶极。在任何一个特定的气候区内，所有的演替系列最终都将趋向一个顶极群落（只要给它们足够的时间），而这个区域最终也将被一种单一的植物群落所覆盖。

第42页，课件共50页，创作于2023年2月43

多元顶极学说（A.G.Tansley,1954）

任何一个区域的顶极群落都是多个的，都是由一定的环境条件所控制和决定的，如土壤的湿度、土壤的营养特性、地形和动物活动等。有人则分别将这些群落称为地形顶极、土壤顶极和动物顶极。第43页，课件共50页，创作于2023年2月44

顶极-格局学说（R.H.Whittaker,1953）

自然群落是由许多环境因素决定的，除气候外，还包括土壤、生物、火、风等因素。在逐渐变化的环境梯度中，顶极群落类型也是连续地逐渐地变化的，它们彼此之间是难以彻底划分开。第44页，课件共50页，创作于2023年2月45

4.影响群落演替的因素植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性群落内部环境的变化种内和种间关系的改变外界环境条件的改变人为因素

第45页，课件共50页，创作于2023年2月46

非生物因素气候因素：气候顶极土壤因素：土壤顶极地形地貌因素：地形顶极火烧:火烧顶极洪涝

第46页，课件共50页，创作于2023年2月47

生物因素群落内物种的生命活动植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性种内和种间的关系：动物顶极

第47页，课件共50页，创作于2023年2月48

人为因素