普通生态学8、第四章群落生态学2

1、普通生态学普通生态学8 8、第四章、第四章 群落生态学群落生态学2 22最小面积最小面积n指能包括组成群落的大多数物种指能包括组成群落的大多数物种(95%)的面积；的面积；n组成群落的物种越丰富，群落的最小面积越大。组成群落的物种越丰富，群落的最小面积越大。q热带雨林，热带雨林，5050q常绿阔叶林，常绿阔叶林，2020q针叶林及落叶林，针叶林及落叶林，1010q灌丛，灌丛， 55 或或 1010q草地，草地， 11 或或 223种类组成的性质分析种类组成的性质分析n优势种优势种 (dominant species)：对群落的结构和群落环境的对群落的结构和群落环境的 形成有明显控制作用的植物；

2、形成有明显控制作用的植物；n建群种建群种 (constructive species)：优势层中的优势种；优势层中的优势种；n亚优势种亚优势种 (subdominant species)：指个体数量与作用都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；面仍起着一定作用的植物种；n伴生种伴生种 (companion species)：群落的常见种类，与优势群落的常见种类，与优势 种相伴存在，但不起主要作用；种相伴存在，但不起主要作用；n偶见种偶见种 (rare species)：在群落中出现频率很低的种类，

3、多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；是由于种群本身数量稀少的缘故；n指示种、特征种指示种、特征种4种类组成的数量特征种类组成的数量特征n多度与密度多度与密度q多度多度 (abundance)，群聚度群聚度q密度密度 (density)，单位面积上物种数量，单位面积上物种数量，相对密度，密度相对密度，密度比比n盖度盖度 (coverage)q投影盖度：投影盖度：总盖度，层盖度总盖度，层盖度/郁闭度，种盖度郁闭度，种盖度q相对盖度，相对盖度，盖度比，基盖度盖度比，基盖度/优势度优势度n频度频度 (frequency)qRaunkiaer频度定律：频度定律：ABCDEn重

4、要值重要值 (important value)qIV=相对密度相对密度+相对频度相对频度+相对优势度相对优势度 / 相对盖度相对盖度5几种常用的多度等级几种常用的多度等级DrudeDrudeClementsClementsBraun-Braun-BlanquetBlanquetSoc.Soc.极多极多DominantDominant优势优势D D5 5非常多非常多Cop.Cop.Cop3Cop3很多很多AbundantAbundant丰盛丰盛A A4 4多多Cop2Cop2多多3 3较多较多Cop1Cop1尚多尚多FrequentFrequent常见常见F F2 2较少较少SpSp少少Occa

5、sionalOccasional偶见偶见O OSol.Sol.稀少稀少RareRare稀少稀少r r1 1少少Un.Un.个别个别Very rareVery rare很少很少VrVr+ +很少很少6投影盖度和基盖度投影盖度和基盖度7生物多样性生物多样性n生物多样性生物多样性(biodiversity)的概念：的概念： 生物种的生物种的多样化多样化和和变异性变异性以及物种生境的以及物种生境的生态复杂性生态复杂性。n生物多样性的三个水平：生物多样性的三个水平：q遗传多样性：遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和，地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和， 包括基因密码的多样性、变异和遗传

6、规律的多样性，包括基因密码的多样性、变异和遗传规律的多样性， q物种多样性：物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类；地球上多种多样的生物类型及种类；q生态系统多样性：生态系统多样性：是指生物及某一生态系统内生境、生物群是指生物及某一生态系统内生境、生物群落和生态过程的多样化，也称生态多样性、景观多样性。包落和生态过程的多样化，也称生态多样性、景观多样性。包含：含：（1）生态系统组成（生物群落和无机环境）的多样性；）生态系统组成（生物群落和无机环境）的多样性；（2）生态系统类型的多样性；）生态系统类型的多样性；（3）生态系统结构和功能的多样性。）生态系统结构和功能的多样性。q群落的物种多样性

7、群落的物种多样性8物种多样性物种多样性 物种多样性的含义物种多样性的含义:n种的数目或丰富度：种的数目或丰富度：指一个群落或生境中物种数目的多寡；指一个群落或生境中物种数目的多寡；n种的均匀度：种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况。指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况。 生物多样性的价值：生物多样性的价值： 1.为人类提供了基本食物，是人类食物的根本和不可替代的来为人类提供了基本食物，是人类食物的根本和不可替代的来源（现实和潜在）。源（现实和潜在）。2.人类药物和衣着的主要来源。人类药物和衣着的主要来源。3.提供多种多样的工业原料，如木材、纤维、橡胶、造纸原料、提供

8、多种多样的工业原料，如木材、纤维、橡胶、造纸原料、天然淀粉、油脂等等天然淀粉、油脂等等4.物多样性是维护自然生态平衡的基础。物多样性是维护自然生态平衡的基础。5.生物多样性是遗传育种的基因源泉。生物多样性是遗传育种的基因源泉。9威胁中国农业生物多样性的因素威胁中国农业生物多样性的因素1、土地过度开发利用：土地过度开发利用：毁林开荒、围湖造田、过度放牧等。毁林开荒、围湖造田、过度放牧等。 2、土地集约化：土地集约化：化肥、农药等高投入，农业化肥、农药等高投入，农业 措施单一化。措施单一化。 3、污染：污染：工业污染、城市垃圾、农业污染工业污染、城市垃圾、农业污染 等。导致生态环境质量和产等。导致

9、生态环境质量和产 品质量下降，物种品质量下降，物种 减少等。减少等。 4、物种单一：物种单一：普遍推广高产品种，一些品种的普遍推广高产品种，一些品种的 优良性状在丧失，野优良性状在丧失，野生种类下降。如高州拟准备建立野生稻保护区，从化野生稻保护区等。生种类下降。如高州拟准备建立野生稻保护区，从化野生稻保护区等。10污污 染染11物种多样性（续）物种多样性（续）n物种多样性的测定物种多样性的测定q多样性指数多样性指数 (同含义同含义)q多样性指数多样性指数n沿着环境梯度的变化物种替代的程度；沿着环境梯度的变化物种替代的程度；n不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种不同群落或某环境梯度上不同点之

10、间的共有种越少，越少，多样性越大。多样性越大。q精确地测定精确地测定多样性具有重要的意义：多样性具有重要的意义：n指示生境变化及其被物种分割的程度指示生境变化及其被物种分割的程度n用来比较不同地段的生境多样性用来比较不同地段的生境多样性n与与多样性一起构成了总体多样性或一定地段多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性的生物异质性12物种多样性指数物种多样性指数nSimpson指数：指数：D=1-Pi2nShannon-Weiner指数指数 H =-PilnPi 上二式中上二式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比种的个体数占群落中总个体数的比例，例，Pi=Ni/N。nPielou均匀度指

11、数：均匀度指数：E=H/Hmax Hmax为最大的物种多样性指数，为最大的物种多样性指数，Hmax=LnSn实例实例13多样性指数计算多样性指数计算nSimpson指数：指数：qDA=0qDB=1-(50/100)2+(50/100)2=0.5000qDc=1-Pi2=1-(Ni/N)2=1-(99/100)2+(1/100)2=0.0198nShannon-Wiener指数：指数：qHA=0qHB=-(0.50ln0.50+0.50ln0.50)=0.69qHC=-Ni/N ln Ni/N= -(0.99ln0.99+0.01ln0.01)=0.056nPielou均匀度指数：均匀度指数：q

12、Hmax=lnS=ln2=0.69qEA= H/Hmax=-(1.0ln1.0)+0/0.69=0qEB=-(0.50ln0.50+0.50ln0.50)/0.69=0.69/0.69=1qEC=0.056/0.69=0.081 物种甲物种乙群落A100(1.00)0(0.00)群落B50(0.50)50(0.50)群落C99(0.99)1(0.01)14多样性指数多样性指数nWhittaker指数指数(w) w=S/(m-1)qS为所研究系统中记录的物种总数；为所研究系统中记录的物种总数；m为各样为各样方或样本的平均物种数。方或样本的平均物种数。nCody指数指数(c) c=g(H)+I(H

13、)/2qg(H)为沿生境梯度为沿生境梯度H增加的物种数目增加的物种数目; I(H)为沿为沿生境梯度生境梯度H失去的物种数目。失去的物种数目。nWilson Shmida指数指数(T) T=g(H)+l(H)/2q将将Cody指数与指数与Whittaker指数结合形成，变量指数结合形成，变量含义与上述两式相同。含义与上述两式相同。15物种多样性的时空变化物种多样性的时空变化n纬度：纬度：随纬度升高物种多样性降低；随纬度升高物种多样性降低；n海拔：海拔：随海拔升高物种多样性降低；随海拔升高物种多样性降低；n水体：水体：随深度增加物种多样性降低；随深度增加物种多样性降低；n时间：时间：q在群落演替的

14、早期，随着演替的进展，物种多样在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加；性增加；q在群落演替的后期，物种多样性会降低。在群落演替的后期，物种多样性会降低。 （如某些（如某些“亮脚林亮脚林”原始森林）原始森林）161005010 20Number of individuals(100)Number of species多毛类、瓣鳃类物种多样性多毛类、瓣鳃类物种多样性热带浅水热带浅水深海深海大陆架大陆架北方浅水北方浅水北方河口湾北方河口湾物物 种种 数数 量量个个 体体 数数 量量17解释物种多样性变化的学说解释物种多样性变化的学说n进化时间学说进化时间学说：热带群落比较古老，进化时间较长

15、，并且在地：热带群落比较古老，进化时间较长，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，所以群落质年代中环境条件稳定，很少遭受灾害性气候变化，所以群落的多样性较高。而温带和极地群落从地质年代比较年轻，遭受的多样性较高。而温带和极地群落从地质年代比较年轻，遭受灾难性气候变化较多，所以多样性较低。灾难性气候变化较多，所以多样性较低。n生态时间学说生态时间学说：考虑时间尺度更短，认为物种的分布区的扩大：考虑时间尺度更短，认为物种的分布区的扩大也需要一定时间。也需要一定时间。n空间异质性学说空间异质性学说：物理环境越复杂，或空间异质性越高，动植：物理环境越复杂，或空间异质性越高，动植物群落的

16、复杂性也越高，物种多样性也越大。如山区物种多样物群落的复杂性也越高，物种多样性也越大。如山区物种多样性明显高于平原；群落中小生境丰富多样，物种多样性越高。性明显高于平原；群落中小生境丰富多样，物种多样性越高。n气候稳定学说气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动、植物的种类越丰：气候越稳定，变化越小，动、植物的种类越丰富，在生物进化的地质年代中，地球唯有热带的气候可能是最富，在生物进化的地质年代中，地球唯有热带的气候可能是最稳定的。稳定的。18解释物种多样性变化的学说（续）解释物种多样性变化的学说（续）n竞争学说：竞争学说：在环境严酷的地区，如极地和温带，自然选择主要在环境严酷的地区，如极地和温带，自然选择主要受物理因素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，生物之间受物理因素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。n捕食学说：捕食学说：因为热带的捕食者比其他地区多，捕食者将被捕食因为热带的捕食者比其他地区多，捕食者将被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者的种间竞争。者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者的种间竞争。竞争的减弱