群落的分类和排序[稻谷书苑]

1、1教学运用 群落分类的两种观点群落分类的两种观点 机体论机体论(群丛单位理论群丛单位理论) 群落类型是自然单位，有明确的边界群落类型是自然单位，有明确的边界 分类的途径，将群落归于从小到大的分类单位分类的途径，将群落归于从小到大的分类单位 个体论个体论 群落是连续的，没有明确的边界群落是连续的，没有明确的边界 排序的途径，生境梯度分析方法研究群落的连续变化排序的途径，生境梯度分析方法研究群落的连续变化 实际情况实际情况 群落既有连续性的一面，又有间断性的一面群落既有连续性的一面，又有间断性的一面 自然的和人为的分类自然的和人为的分类 2教学运用 植物群落的分类单位植物群落的分类单位 F 植被型

2、组植被型组 F 植被型植被型 高级单位高级单位 F 植被亚型植被亚型 群系组群系组 群系群系 中级单位中级单位 亚群系亚群系 群丛组群丛组 群丛群丛 基本单位基本单位 亚群丛亚群丛 3教学运用 植物群落分类单位的说明植物群落分类单位的说明 植被型组：植被型组：建群种生活型相近、群落外貌结构相似建群种生活型相近、群落外貌结构相似 植被型植被型：建群种生活型建群种生活型( (一、二级一、二级) )相同或相似、对水热条件的生态关系相同或相似、对水热条件的生态关系 一致一致 植被亚型：植被亚型：植被型内优势层片或指示层片有差异植被型内优势层片或指示层片有差异 群系组：群系组：建群种亲缘关系、生活型建群

3、种亲缘关系、生活型( (三、四级三、四级) )近似、生境相近近似、生境相近 群系群系：建群种或共建种相同建群种或共建种相同 亚群系：亚群系：群系内次优势层片及其反映生境条件有差异群系内次优势层片及其反映生境条件有差异 群丛组：群丛组：层片结构相似、优势层片及次优势层片的优势种或共优种相同层片结构相似、优势层片及次优势层片的优势种或共优种相同 群丛群丛：层片结构相同、各层片的优势种或共优种相同层片结构相同、各层片的优势种或共优种相同 亚群丛：亚群丛：群丛内生态条件、群落发育年龄有差异群丛内生态条件、群落发育年龄有差异 4教学运用 群落的命名群落的命名 群丛：群丛： 将各层次的建群种或优势种和生态

4、指示种的名称顺序排列将各层次的建群种或优势种和生态指示种的名称顺序排列 前冠词前冠词 Ass.Ass.，连接符，连接符 -，集合符，集合符 + +，分隔符，分隔符 / 草本群落习惯上使用草本群落习惯上使用 + + 连接不同亚层的优势种连接不同亚层的优势种 群丛组：群丛组： 类似群丛，用于命名的种类为该群丛组各群丛的共同优势类似群丛，用于命名的种类为该群丛组各群丛的共同优势 种类，前冠词种类，前冠词 Gr. Ass.Gr. Ass. 群系：群系： 名称中只使用建群种或共建种的名称，为共建种时，种间名称中只使用建群种或共建种的名称，为共建种时，种间 以以 + + 连接，前冠词连接，前冠词 From

5、.From. 其他高级单位：以群落外貌其他高级单位：以群落外貌生态学方法命名生态学方法命名 5教学运用 群丛的命名方法群丛的命名方法 如如Ass.Larix gmelini-Rhododendron dahurica-phyrola incarnata (即兴安落叶松即兴安落叶松-杜鹃杜鹃-红花鹿蹄草群丛红花鹿蹄草群丛)。从。从 该名称可知，该群丛乔木层、灌木层和草本层的优势该名称可知，该群丛乔木层、灌木层和草本层的优势 种分别是兴安落叶松、杜鹃和红花鹿蹄草种分别是兴安落叶松、杜鹃和红花鹿蹄草 如果某一层具共优种，这时用如果某一层具共优种，这时用“+”相连。如相连。如Ass. Larix gm

6、elini-Rhododendron dahurica-phyrola incarnata +Carex sp 单优势种的群落，就直接用优势种命名，如以马尾松单优势种的群落，就直接用优势种命名，如以马尾松 为单优势种的群丛为马尾松群丛，即为单优势种的群丛为马尾松群丛，即Ass.Pinus massoniana 或写成或写成Pinus massoniana Association 6教学运用 层次判别 7教学运用 当最上层的植物不是群落的建群种，而是伴生种或景观植物，当最上层的植物不是群落的建群种，而是伴生种或景观植物， 这时用这时用“”来表示层间关系来表示层间关系(或用或用“|”或或“( )”

7、)。如。如 Ass. Caragana microphlla(或或|)Stipa grandis-Cleistogenes squarrasa- Artemisia frigida或或Ass.(Caragana microphlla)Stipa grandis-Cleistogenes squarrasa 在对草本植物群落命名时，我们习惯上用在对草本植物群落命名时，我们习惯上用“+”来连接各亚层来连接各亚层 的优势种，而不用的优势种，而不用“-”。如。如 Ass. Caragana microphllaStipa grandis+Cleistogenes squarrasa+Artemisia

8、 frigida 群系的命名依据是只取建群种的名称，如东北草原以羊草为群系的命名依据是只取建群种的名称，如东北草原以羊草为 建群种组成的群系，称为羊草群系。即建群种组成的群系，称为羊草群系。即Form. Aneurolepidium chinense。如该群系的优势种是两个以上，那么优势种中间用。如该群系的优势种是两个以上，那么优势种中间用+ 号连接。如两广地区常见的华栲号连接。如两广地区常见的华栲+厚壳桂群系。即厚壳桂群系。即 Form. Castanopsis chinensis+Cryptocary chinensis 8教学运用 根据上述系统，中国生态学家于根据上述系统，中国生态学家于

9、1980年完成了年完成了中国植被中国植被 一书和中国植被图的制作。中国植被分为一书和中国植被图的制作。中国植被分为10个植被型组、个植被型组、29个个 植被型、植被型、560多个群系、群丛则不计其数多个群系、群丛则不计其数 10个植被型组为：个植被型组为：针叶林、阔叶林、灌草和灌草丛、草原和针叶林、阔叶林、灌草和灌草丛、草原和 稀树干草原、荒漠包括肉质刺灌丛、冻原、高山稀疏植被、草稀树干草原、荒漠包括肉质刺灌丛、冻原、高山稀疏植被、草 甸、沼泽、水生植被甸、沼泽、水生植被 29个植被型为：个植被型为：寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混 交林、暖温性针叶

10、林、热性针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔交林、暖温性针叶林、热性针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔 叶混交林、常绿阔叶林、硬叶常绿阔叶林、季雨林、雨林、珊叶混交林、常绿阔叶林、硬叶常绿阔叶林、季雨林、雨林、珊 瑚岛常绿林、红树林、竹林、常绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、瑚岛常绿林、红树林、竹林、常绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、 落叶阔叶灌丛、常绿阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀树干草原、落叶阔叶灌丛、常绿阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀树干草原、 荒漠、肉质刺灌丛、高山冻原、高山垫状植被、高山流石滩稀荒漠、肉质刺灌丛、高山冻原、高山垫状植被、高山流石滩稀 疏植被、草甸、沼泽、水生植被疏植被、草甸、沼泽、水生植被 9教学运

11、用 法瑞学派和英美学派的分类系统法瑞学派和英美学派的分类系统 法瑞学派法瑞学派 植物区系植物区系- -结构原则，归并法结构原则，归并法 以植物区系为基础，以群落种类组成为依据以植物区系为基础，以群落种类组成为依据 排表法，多度排表法，多度- -盖度级盖度级- -群聚度，特征种、区别种群聚度，特征种、区别种 英美学派英美学派 群落发生演替原则，动态分类系统群落发生演替原则，动态分类系统 双轨制分类系统双轨制分类系统 10教学运用 法瑞学派和英美学派的群落分类法瑞学派和英美学派的群落分类 法瑞学派法瑞学派 英美学派英美学派 顶极群落系统顶极群落系统演替群落系统演替群落系统 群丛门群丛门群系型群系型

12、演替系列群丛演替系列群丛 群丛纲群丛纲群系群系演替系列单优种群丛演替系列单优种群丛 群丛目群丛目群丛群丛演替系列群丛相演替系列群丛相 群丛属群丛属单优种群丛单优种群丛演替系列组合演替系列组合 亚群丛属亚群丛属群丛相群丛相集群集群 群丛变型群丛变型组合组合季相季相 亚群丛变型亚群丛变型集团集团层层 群丛相群丛相季相季相 1 1 群丛门群丛门层层 2 2 11教学运用 群落的数量分类群落的数量分类 4 数学与生态学的集合数学与生态学的集合 4 过程过程 属性数量化属性数量化 相似系数计算相似系数计算(不同方法不同方法) 聚类分析聚类分析(不同方法不同方法) 结果处理结果处理 12教学运用 N个样方

13、个样方p个物种数个物种数 样方样方 物种物种 1(A) 2(B)345(j) 6(k)N 1(x)252103 2(y)014312 3341002 . i . p 13教学运用 距离系数距离系数 绝对值距离绝对值距离 D| xA xB| | yA yB| Djk | xj xk| 欧氏距离平方欧氏距离平方 D 2 ( xAxB) 2 ( yAyB )2 D jk2 (xj xk ) 2 Bray-Curtis距离距离 B(jk)= | xj xk| / | xj+ xk| y x A(xA,yA) B(xB,yB) A,B-实体；实体；x,y-属性属性 14教学运用 聚类分析聚类分析 分类样

14、方分类样方(Q分析分析) 计算实体间的相似矩计算实体间的相似矩 阵阵C6 找出最相似的两个样找出最相似的两个样 方进行一次合并方进行一次合并 重算重算(61)(61)的的 相似距阵相似距阵 重复合并过程直到全重复合并过程直到全 部样方并成一组部样方并成一组 2.449 3.159 4.374 2.989 1.732 162345 6个样方组平均法的聚合树状图个样方组平均法的聚合树状图 15教学运用 群落的排序群落的排序 群落排序的概念：对群落调查的样地按照群落排序的概念：对群落调查的样地按照相似度次序相似度次序， 分析样地之间及其与生境之间的相互关系分析样地之间及其与生境之间的相互关系 群落排

15、序的类型群落排序的类型 - - 直接排序直接排序，又称直接梯度分析，又称直接梯度分析 以群落生境或其中以群落生境或其中某一生态因子某一生态因子的变化排定样地次序的变化排定样地次序 - - 间接排序间接排序，又称间接梯度分析，又称间接梯度分析 以群落中物种以群落中物种出现与否、种的频度、盖度出现与否、种的频度、盖度等植物群落本等植物群落本 身属性排定群落样地的次序身属性排定群落样地的次序 16教学运用 排序的原理排序的原理 F通过降维，使原来要用通过降维，使原来要用p个个 原始数据描述的实体，在原始数据描述的实体，在 尽量保留原数据特征的条尽量保留原数据特征的条 件下，利用最少数据件下，利用最少

16、数据(排序排序 坐标坐标)来描述，有利于揭示来描述，有利于揭示 原始数据反映的规律。原始数据反映的规律。 F按属性排序实体称正分析按属性排序实体称正分析 (normal analysis)，或叫，或叫 分析分析(Q analysis) F按实体去排序属性的叫逆按实体去排序属性的叫逆 分析分析(inverse analysis)或叫或叫 分析分析(R analysis) b c d e f B A D C y a 17教学运用 6个林分个林分7个树种的多度数据个树种的多度数据 林分林分ABCDEF 物种物种11008018 2845007 3667331 44105420 5275564 603

17、08108 70001082 相异似数相异似数 B(jk)= | xj xk| / | xj+ xk| 18教学运用 间接梯度分析间接梯度分析极点排序法极点排序法 极点排序法极点排序法(Polar ordination)(PO法法) (Bray-Curtis方法方法) (BC法法) 1. 计算相似和相异似计算相似和相异似 数矩阵数矩阵 4750406040F 5313635373E 5087605070D 6037403317C 4047506747B 6027308353A FEDCBA 相相 似似 系系 数数 相异似数相异似数 19教学运用 间接梯度分析间接梯度分析极点排序法极点排序法 2

18、0教学运用 间接梯度分析间接梯度分析极点排序法极点排序法 2. 第一排序轴第一排序轴X的选择的选择 与与A端的距端的距 离离Da 与与E端的距端的距 离离Db 在在X轴上的轴上的 坐标坐标x 对对X的偏离的偏离 值值h A07300 B47533234 C17631113 D70136912 E730730 F40473224 21教学运用 间接梯度分析间接梯度分析极点排序法极点排序法 3. 第二排序轴第二排序轴Y的选择的选择 与与B端的距离端的距离Da与与F端的距离端的距离Db在在X轴上的坐标轴上的坐标x A474035 B0600 C334026 D505030 E534735 F6006

19、0 22教学运用 间接梯度分析间接梯度分析极点排序法极点排序法 4. 排序的图形表示排序的图形表示 60 40 20 0 60804020 X Y A C F E D A 23教学运用 直接梯度分析直接梯度分析 Whittaker的梯度分析的梯度分析 原理：用与坡向垂直原理：用与坡向垂直 设置的样带，将坡向设置的样带，将坡向 从深谷到南坡分为从深谷到南坡分为5 级，将样带中的树种级，将样带中的树种 分四等，计算样带的分四等，计算样带的 湿度指标，然后在高湿度指标，然后在高 度对湿度的二维空间度对湿度的二维空间 中排序中排序(右图为示意右图为示意 图图) 海海 拔拔 (m) 湿度指标湿度指标 A

20、 C B D E F G H I 24教学运用 间接梯度分析间接梯度分析主成份量分析主成份量分析(PCA法法) 主成份量分析主成份量分析 将一个综合考虑许多性状的问将一个综合考虑许多性状的问 题，在尽量少损失原有信息的题，在尽量少损失原有信息的 前提下，找出少量几个前提下，找出少量几个( 个个)主成份量，然后将各个实体主成份量，然后将各个实体 在一个在一个23维的空间中表示出维的空间中表示出 来，从而达到直观明了地排序来，从而达到直观明了地排序 实体的目的。实体的目的。 a b c d e f B A D C 0 0 D A B C y x a、b、c、d、e、f为属性，为属性，A、 B、C、

21、E、D为实体；为实体；x、y为代为代 表综合信息的表综合信息的2维，即主成份维维，即主成份维 (右图为示意图右图为示意图) 25教学运用 生物群落的类型生物群落的类型 陆地生物群落陆地生物群落 影响生物群落格局的因素影响生物群落格局的因素 主要生物群落类型主要生物群落类型 淡水生物群落淡水生物群落 包括湖泊、池塘、河流等群落包括湖泊、池塘、河流等群落 海洋生物群落海洋生物群落 其他：其他：河口、盐沼、红树林河口、盐沼、红树林 26教学运用 纬度纬度：决定太阳辐射量从而影响生物群落分：决定太阳辐射量从而影响生物群落分 经度经度：经度与海陆分布格局有关，决定了陆地受海：经度与海陆分布格局有关，决定

22、了陆地受海 洋影响不同从而影响群落分布洋影响不同从而影响群落分布 海拔海拔：海拔影响环境温度和降水量，从而影响群落：海拔影响环境温度和降水量，从而影响群落 分布分布 其他：其他如地质地理因素，人为因素等都影响着其他：其他如地质地理因素，人为因素等都影响着 陆地群落的格局陆地群落的格局 27教学运用 陆地生物群落陆地生物群落 森林生物群落森林生物群落参见世界森林分布参见世界森林分布 热带雨林群落热带雨林群落 常绿阔叶林群落常绿阔叶林群落 落叶阔叶林群落落叶阔叶林群落 北方针叶林群落北方针叶林群落 草原生物群落草原生物群落参见欧亚草原分布图参见欧亚草原分布图 荒漠生物群落荒漠生物群落参见中国荒漠自

23、然条件，荒漠草甸参见中国荒漠自然条件，荒漠草甸 28教学运用 29教学运用 热带雨林热带雨林 in Borneo 30教学运用 Tropical Broadleaf Evergreen Forest: The Rainforest 31教学运用 Temperate Broadleaf Deciduous Forest 32教学运用 Taiga or Boreal Forest 33教学运用 34教学运用 Tropical dry forestin Galapagos Islands During the wet and dry seasons 35教学运用 温温 带带 森森 林林 美美 国国 加加 利利 福福 尼尼 亚亚 36教学运用 The thick bark of the cork oak of the Mediterranean region protects the tree from fire 37教学运用 北美红松林北美红松林 38教学运用 Wood storage in a temperate forest in Alaska 39教学运用 阔叶林，俄国西伯利亚阔叶林，俄国西伯利亚 40教学运用 41教学运用 Temperate grassland a