《农业生态学》第二章第三节生物群落

1、第二章第三节第二章第三节 生物群落生物群落 生物群落是生态系统中比生物个体和生生物群落是生态系统中比生物个体和生物种群更高一级的组织水平层次。物种群更高一级的组织水平层次。 影响到生态系统中能量转化、物质循环影响到生态系统中能量转化、物质循环的方向、速度和效率的高低，最终影响的方向、速度和效率的高低，最终影响到生态系统的生产力及其稳定性。到生态系统的生产力及其稳定性。 本节内容本节内容 一、群落的概念；一、群落的概念； 二、群落的基本特征；二、群落的基本特征； 三、群落的结构；三、群落的结构； 四、四、群落的交错区与边缘效应群落的交错区与边缘效应 五、群落的演替；五、群落的演替； 六、协同进化

2、六、协同进化一、群落的概念一、群落的概念 生物群落(biotic community)是指生存于特定是指生存于特定区域或生境内的区域或生境内的各种生物各种生物种群的集合体种群的集合体。 即群落是由不同种类的生物组成的生物复合体。即群落是由不同种类的生物组成的生物复合体。 常把群落按物种分为：常把群落按物种分为： 植物群落；植物群落； 动物群落；动物群落； 微生物群落。微生物群落。主要群落类型主要群落类型1.纬度地带性（温度梯度）从南到北：从南到北：热带雨林季雨林常绿阔叶林落叶阔叶林针叶林草原荒漠2.经度地带性（水分梯度）经度地带性（水分梯度）由东到西由东到西：湿润森林半干旱草原干旱荒漠3.垂直

3、地带性（海拔高度）垂直地带性（海拔高度）群落生态热带雨林群落生态温带落叶阔叶林群落生态针叶林群落生态热带草原群落生态温带草原温带草原群落生态冻 原群落生态代表植物荒 漠农农 田田 群群 落落山区群落山区群落径流水群落径流水群落二、群落的基本特征二、群落的基本特征 各种植物、动物、微生物群居在一起，各种植物、动物、微生物群居在一起，在生物和生物之间就发生了复杂的相互在生物和生物之间就发生了复杂的相互关系。这种相互关系包括生存空间，各关系。这种相互关系包括生存空间，各种生物对光能的利用，对土壤水分和矿种生物对光能的利用，对土壤水分和矿质养料的利用，代谢产物的彼此影响以质养料的利用，代谢产物的彼此影

4、响以及彼此间附生、寄生和共生的关系等等。及彼此间附生、寄生和共生的关系等等。 另一方面，群居在一起的生物在受环境另一方面，群居在一起的生物在受环境影响的同时，又作为一个整体影响于一影响的同时，又作为一个整体影响于一定范围的环境。定范围的环境。群落的基本特征：群落的种类组成 生物群落的组成指组成群落的生物种类，生物群落的组成指组成群落的生物种类，以及它们在群落中的地位与作用。以及它们在群落中的地位与作用。 种类组成种类组成是决定群落性质最重要的因素，是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落种类的基本特征。也是鉴别不同群落种类的基本特征。生态优势种生态优势种 在一个群落中存在着成百成千的生物体

5、，在一个群落中存在着成百成千的生物体，常常只有比较少数的几个种或类群以它常常只有比较少数的几个种或类群以它们的数量多、生产力高、影响大。们的数量多、生产力高、影响大。 对群落的结构和环境的形成有明显对群落的结构和环境的形成有明显控制控制作用的物种称为作用的物种称为生态优势种生态优势种（dominant species）。 生态优势种通常可作为群落的生态优势种通常可作为群落的命名依据命名依据。 三、三、 群落的结构群落的结构 组成群落的生物种群在群落中所处的位组成群落的生物种群在群落中所处的位置和存在的状态称为置和存在的状态称为群落结构群落结构。 农业生物群落合理的空间与时间结构是农业生物群落合

6、理的空间与时间结构是高产高效农业生态系统的基础。高产高效农业生态系统的基础。 群落结构包括：群落结构包括：1群落的垂直结构群落的垂直结构群落中生物按高度或深度的垂直配置，即形成了群落中生物按高度或深度的垂直配置，即形成了群落的成层现象，保证了群落中各物种在单位空群落的成层现象，保证了群落中各物种在单位空间中更充分利用环境资源。间中更充分利用环境资源。典型森林的分层比较明显：典型森林的分层比较明显：群落垂直方向层的分化主要取决与植物的群落垂直方向层的分化主要取决与植物的生活型生活型。生活型决定了该种处于地面以上不同的高度和地生活型决定了该种处于地面以上不同的高度和地面以下不同的深度。面以下不同的

7、深度。动物分层取决于：动物分层取决于：广东省顺德市淡水鱼混养特性：稻田昆虫群落结构间作间作(intercropping) 在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。 间作的作物播种期、收获期相同或不相同，但作物共处期长，其中，至少有一种至少有一种作物的共处期作物的共处期超过其全生育超过其全生育期的一半。期的一半。间间 作作套作套作(接替间作) Relay intercropping 在前季作物生长后期的株行间种植（播种或移栽）后季作物的种植方式，也称为套种套种、串种。如于小麦生长后期每隔3-4行小麦播种一行玉米。后季作物英文有时称为under-sown cro

8、p。每种作物的共共生生期都期都不超过其全生育期的一半不超过其全生育期的一半。 套套 作作间套作的效益原理间套作的效益原理2群落的水平结构群落的水平结构群落内由于环境因素在不同地点上的不均匀性和生物本群落内由于环境因素在不同地点上的不均匀性和生物本身特性的差异，而在水平方向上分化形成不同的生物小身特性的差异，而在水平方向上分化形成不同的生物小型组合，称为群落的水平结构。型组合，称为群落的水平结构。 造成群落不同水平分布型的原因造成群落不同水平分布型的原因群落中的每一物种都有自己的种群分布形式群落中的每一物种都有自己的种群分布形式; ;这些分布形式又与环境和其它物种的分布形式相关联这些分布形式又与

9、环境和其它物种的分布形式相关联; ;从而形成了群落的水平分布格局。从而形成了群落的水平分布格局。农业生产中的农、林、牧、渔以及各业内部的农业生产中的农、林、牧、渔以及各业内部的面积比例及其格局是农业生态系统的水平结构。面积比例及其格局是农业生态系统的水平结构。控制农业生物群落的水平结构有两种基本方式：控制农业生物群落的水平结构有两种基本方式：3群落的时间结构群落的时间结构主因：主因：环境因素周期性变化；环境因素周期性变化；结果：结果：生物群落结构有规律的变化。生物群落结构有规律的变化。周期性周期性是群落适应环境的一种必然的表现形式。是群落适应环境的一种必然的表现形式。光、温度和水分等很多光、温

10、度和水分等很多环境因子有明显的时间环境因子有明显的时间节律节律（如昼夜、季节节律），受这些因子的影（如昼夜、季节节律），受这些因子的影响，群落的响，群落的组成和结构组成和结构也随着也随着时间时间序列发生序列发生有有规律的变化规律的变化，称为，称为群落的时间结构群落的时间结构。在农业生产中，通过人为的栽培、饲养技术，在农业生产中，通过人为的栽培、饲养技术，调节作物畜禽的组合匹配使其机能节律与环境调节作物畜禽的组合匹配使其机能节律与环境因素的变化节律最大限度地吻合和协调。因素的变化节律最大限度地吻合和协调。稻田套播油菜稻田套播油菜棉油套作棉油套作麦套稻麦套稻多种作物套作多种作物套作沙尘暴卷土重来沙

11、尘暴卷土重来多种作物套作多种作物套作麦套玉米麦套玉米大麦套棉花大麦套棉花人工散播人工散播弥雾机喷播弥雾机喷播麦田套播水稻麦田套播水稻左：手栽稻左：手栽稻 （0505邗江杭集）邗江杭集） 右：套播稻右：套播稻间套作主要类型与方式间套作主要类型与方式立体种养类型与方式立体种养类型与方式 稻稻共作共作稻鱼模式稻鱼模式 稻萍鱼模式稻萍鱼模式 玉米食用菌模式玉米食用菌模式 蔗田食用菌模式蔗田食用菌模式 基塘结合模式基塘结合模式 红萍红萍稻萍共作稻萍共作稻鸭萍共作稻鸭萍共作三、群落结构小结：四、群落的交错区四、群落的交错区 (ecotone) (ecotone) 与与边缘效应边缘效应 (edge effe

12、ct)(edge effect) 群落的交错区群落的交错区：两个或多个群落或生态系统之间的过渡区域。 边缘效应边缘效应：群落交错区中不但增大了物种的多样性与种群密度，而且增大了某些种的活动强度和生产力的现象。利用边缘效应：五、群落的演替五、群落的演替 （一）群落演替的概念（一）群落演替的概念 生态系统内的生物群落随着时间的推移，一些物种生态系统内的生物群落随着时间的推移，一些物种消失消失，另一些物种，另一些物种侵入侵入，出现了生物群落及其环境，出现了生物群落及其环境向着一定方向，有向着一定方向，有顺序的发展变化顺序的发展变化过程，称为过程，称为生物生物群落演替群落演替(community su

13、ccession)(community succession)。 群落不是一个静止不变的实体，而是一个有着能流群落不是一个静止不变的实体，而是一个有着能流、物流和结构变化的动态系统。它通过生物与环境、物流和结构变化的动态系统。它通过生物与环境的相互作用，进行着能量与物质的不断代谢，使其的相互作用，进行着能量与物质的不断代谢，使其本身的面貌不断变化，并遵循一定的规律。本身的面貌不断变化，并遵循一定的规律。群落演替图群落演替图裸底阶段裸底阶段浮 叶 根 生 植 物 阶 段浮 叶 根 生 植 物 阶 段挺水植物和沼泽植物阶段挺水植物和沼泽植物阶段沉水植物阶段沉水植物阶段群落生态群落生态裸 底 阶 段

14、裸 底 阶 段沉水植物阶段沉水植物阶段浮 叶 根 生浮 叶 根 生植 物 阶 段植 物 阶 段挺水植物和沼挺水植物和沼泽 植 物 阶 段泽 植 物 阶 段群落演替示例（二）群落演替的主要原因（二）群落演替的主要原因 群落演替是群落内部关系与外界环境中群落演替是群落内部关系与外界环境中各种生态因子综合作用的结果。各种生态因子综合作用的结果。 生物群落演替的主要原因可归纳为生物群落演替的主要原因可归纳为: : 1.1.外因演替外因演替 2.2.内因演替内因演替1 1外因演替外因演替 由于外部环境的改变所引起的生物群落由于外部环境的改变所引起的生物群落演替，叫演替，叫外因演替外因演替。 外因演替外因

15、演替又可细分为：又可细分为：2.2.内因演替内因演替 在生物群落里，群落在生物群落里，群落成员改变成员改变着群落内着群落内部部环境环境，改变了的内部，改变了的内部环境环境反过来又改反过来又改变着群落变着群落成员成员。 这种循环往复的进程所引起的生物群落这种循环往复的进程所引起的生物群落演替，称为演替，称为内因演替内因演替。 同时，在一个生物群落内，由于各群落同时，在一个生物群落内，由于各群落成员之间的矛盾，即使群落的外部、内成员之间的矛盾，即使群落的外部、内部环境没有显著的改变，群落仍进行着部环境没有显著的改变，群落仍进行着演替，也称为内因演替。演替，也称为内因演替。 内因演替与外因演替是两个

16、相对的过程，内因演替与外因演替是两个相对的过程，一般情况下，二者同时存在，自然界有许一般情况下，二者同时存在，自然界有许多成熟的群落由于周期干旱、水灾等而重多成熟的群落由于周期干旱、水灾等而重现周期性演替现象。每一类型的演替，除现周期性演替现象。每一类型的演替，除了受本类型的主导条件影响外，还在一定了受本类型的主导条件影响外，还在一定程度上受着其他类型的演替条件的影响。程度上受着其他类型的演替条件的影响。 （三）原生演替（三）原生演替 原生演替原生演替指的是从未有过任何生物的裸指的是从未有过任何生物的裸地上开始的演替。地上开始的演替。 在在裸露的岩石裸露的岩石表面开始的原生演替称表面开始的原生

17、演替称旱旱生演替生演替； 从从湖底或河底湖底或河底开始的原生演替称开始的原生演替称水生演水生演替替。1旱生演替系列旱生演替系列2水生演替系列水生演替系列（四）次生演替（四）次生演替 次生演替次生演替是指在原有生物群落是指在原有生物群落破坏破坏后的后的地段上进行的演替。地段上进行的演替。 次生演替由次生演替由外因外因引起：引起： 1.1.自然灾害；自然灾害； 2.2.人为经济活动。人为经济活动。 涉及到的绝大部分都是次生演替问题。涉及到的绝大部分都是次生演替问题。 ( (五）五）顶极群落及顶极群落及演替的顶极学说演替的顶极学说 演替中群落结构变化开始较快，随着演替的进行，演替中群落结构变化开始较

18、快，随着演替的进行，变化速度慢而趋于稳定。变化速度慢而趋于稳定。 群落演替系列最后达到群落演替系列最后达到稳定阶段稳定阶段，称为，称为顶极顶极( (climax)climax)。 演替最终形成的演替最终形成的稳定稳定群落，叫做群落，叫做顶极群落顶极群落(climax (climax community)community)。演替的顶极学说演替的顶极学说 1. 1. 单元顶极理论单元顶极理论 (monoclimax theory) 以美国的 F.E.Clements 为代表，认为在一定区域，演替最终会形成与当地气候环境协调的同一种顶级群落 气候顶极（ climatic climax) 。 2.2.多元顶极理论多元顶极理论 (polyclimax theory) 以英国的 A.G.Tansley 为代表，认为在一个气候区域内，群落演替除了有气候顶极外，还有土壤顶极（ edaphic climax) 、地形顶极 (topographic climax) 、火烧顶极 (fire climax) 等。 3.顶极型理论指出：一个自然群落对诸多因素诸多因素（如气候、土壤、生物因素、风、火等）的整个格局发生适应适应。顶极型理论强调