第V部分-群落生态学课件

第V部分群落生态学群落(community)：Anassociationofinteractingspeciesinhabitingsomedefinedarea(指生活在特定区域里相互作用的种群集合体)第12章SpeciesAbundanceandDiversity

(物种数量和多样性)昆虫细菌真菌病毒Speciesrichnessofmaingroupsoforganisms植物和藻蛛形纲线虫脊索动物Oneofpioneersleadingbiodiversityconservation12.1speciesabundance(1)TheLognormalDistribution(对数正态分布)Preston’sgraphplotslog2ofspeciesabundanceagainstthenumberofspeciesineachabundanceinterval.

(把物种的个体数量从少到多分组，如1－2，2－4，4－8，以2的倍数为分组标准（log2N），作为横坐标，各组的物种数为纵坐标，得到的图形均为“钟形”曲线，即正态曲线，称此为“对数正态（lognormal)”分布。Mostspeciesaremoderatelyabundant;fewareveryabundantorextremelyare思考题I画一个典型的“对数正态分布”图，包括纵坐标和横坐标名称2345678911（log2）2481632641282565121024（个体数）物种数Preston(1962)plottedforestbirdsinOhio,USA

Log2123456789Whittaker(1964)plottedspeciesabundanceofthedesertcommunity盖度样本大小与对数正态分布Whyaremostofplotsnot‘normal’(bell-shaped)?

291species（277species)

samplesizes

rarespecies12.2SpeciesDiversity(物种多样性)

(1)speciesrichness物种丰富度，（2）speciesevenness均匀度b25treesin5species（1）MeasuringSpeciesDiversityMostoftenusedindex:Shannon-WienerIndex（H’）：

pi

＝theproportionofithspecies,

s=thenumberofspecies，H’islowestat0(only1species)，

H’ishighestatInS(allspeciesareequalinrelativeabundance)

。

′ShannonEvennessMeasure,J

H’inthesampleA:物种数量比例（pi)logepi

pi

logepi

210.84－0.174－0.14610.04－0.312－0.12910.04－0.312－0.12910.04－0.312－0.12910.04－0.312－0.129合计251.00（H’）

0.662

50.20－1.609－0.32250.20－1.609－0.32250.20－1.609－0.322450.20－1.609－0.322550.20－1.609－0.322Total251.00(H’)1.610SampleB

Theweaknessofindexindescribingbiodiversity?（两个假想森林的等级－多度曲线把物种的个体相对数量与其丰盛度等级（按从多到少的等级排列）作图，来表示物种多样性和相对丰富度，就得到等级－多度曲线。该等级-多度曲线表明，群落a中以1种树为优势，而群落b中的5种树各占相等比例丰盛度等级（从高到低）数量所占比例较小的斜率表明均匀度较大线长度代表丰富度2）Rank-AbundanceCurve(等级－多度曲线）Plottherelativeabundanceofspeciesagainsttheirrank

inabundance加利福尼亚海湾两暗礁鱼群落的等级－多度曲线葡萄牙北部两水生栖息地石蛾群落的等级－多度曲线思考题II1何为物种丰富度和均匀性？Shannon-Wiener指数由哪几项组成？丰富度和均匀性是如何影响等级－多度曲线的？12.3EnvironmentalComplexity(1)ForestComplexandBirdSpeciesDiversitySpeciesdiversityishigherincomplexenvironmentsMcArthurstudiestherelationshipbetweenfoliageheightdiversityandthenumberofbirdspecies。植被高度与鸟种数森林叶多样性与鸟物种多样性鸟物种多样性（H’）Foliagediversitymeasure:3levels:0-0.6m、

0.6-7.6m,>7.6m。13communitiesinNorthAmerica.(2)Niches(生态位),heterogeneity(环境异质性),andDiversityofAlgaeandPlants（1）水藻和陆生植物的生态位Tilman（1977）研究了两种硅藻的竞争，竞争结果取决于环境中主要营养元素硅与磷的比值（图）。Hutchinson’s“Paradoxofplankton”:whyare

communitiesofplankton(浮游植物,藻)sodiverseinrelativelysimpleenvironments?

LakeTahoe，Nevada（2）EnvironmentHeterogeneity一块旧农田（4761m2）中氮和土壤水分的空间变化Robertson’team(1988）measuredspatialvariationinnitrate(NO3)andsoilmoistureinanoldagriculturalfield.非洲加纳0.1ha雨林样地上植物种数与土壤肥力营养与植物和水藻物种多样性存在负相关关系(3)AlgalandPlantSpeciesDiversityandincreasedNutrientAvailability英国洛桑地区土壤肥力与植物多样性Competition:营养丰富时就会减少限制性营养元素，最后，植物或水藻就只竞争唯一的资源－光，那些能最有效地利用光的物种占绝对优势。12.4Disturbance(扰动)andBiodiversityW.Sousa（1984）definedDisturbanceas：

一种不连续的、间断性的杀死、替代或损害一个或多个个体，从而为新来的个体或集群的建立创造机会的现象。TheIntermediateDisturbancehypothesis:

Intermediatelevelsofdisturbancepromotehigherdiversity.（2）TheIntermediateDisturbanceHypothesis(中度扰动假说)J.Connel

（1975，1978）预测，中度水平的扰动会促使多样性提高，而低强度和高强度扰动都使多样性降低。他认为，如果扰动频繁而且强度大，则群落中仅有少数几个物种能够完成生活周期；如果扰动少而轻，群落则仅限于那几个最有效的竞争者；但当扰动适中时，在扰动间隔期间物种有足够的时间定居，但不足以发生竞争性排除。中度扰动假说（3）潮间带的扰动和多样性Sousa（1979）的研究：问题：潮间带石头滚动程度与无脊椎动物多样性之间的关系。方法：根据风浪对不同大小石头的推动强度（用‘力’表示）分为三个扰动水平，用照像的方法监测石头被推动的程度：每月照1次，连续2年。观察石头上的海藻和无脊椎动物数量。扰动水平与潮间带石头上海藻和无脊椎动物的多样性（4）温带草原的扰动和多样性草原鼠的扰动与植被的缀块分布草原鼠的扰动和植物多样性草原鼠的扰动

植物多样性在适中扰动水平的地方最大（图）。WHY？

因为扰动太大的地方，只有个别强有利的定殖者占统治地位；扰动太小的地方，较强的竞争者占优势，排挤了其它竞争者；在扰动适中的地方，竞争者可以共存，因而使禾本科、非禾本科植物都存在，植物多样性增高。植物多样性相反的证据溪流无脊椎动物种数与扰动程度草原植物种数与火烧频率第12章SpeciesAbundanceandDiversity

(物种数量和多样性)关键概念Mostspeciesaremoderatelyabundant;fewareveryabundantorextremelyareAcombinationofthenumberandtheirrelativeabundancedefinesspeciesdiversitySpeciesdiversityishigherincomplexenvironmentsIntermediatelevelsofdistributionpromoteh