普通生态学群落的组成与结构课件

普通生态学群落的组成与结构1普通生态学11群落生态学2生物群落的概念3群落的种类组成4群落的结构5群落组织—影响群落结构的因素21群落生态学21群落生态学1.1研究内容群落的组成、结构群落的发展变化及其与环境的关系1.2研究特点以植物群落研究为主1.3植物群落学地植物学植被生态学植物社会学31群落生态学1.1研究内容32生物群落的概念2.1群落的概念2.2群落的基本特征2.3群落的性质42生物群落的概念2.1群落的概念4群落的概念对群落(community)概念的不同认识AlexanderHumboldt：特定的外貌，对生境因素的综合反应E.Warming：一定的种组成的天然群聚俄国学派：有机体的特定组合，有机体之间及其与环境之间相互影响W.E.Shelford：具有一致的种类组成且外貌一致的生物据集体E.P.Odum：种类外貌一致、具有一定的营养结构、代谢格局、结构单元、生命部分一般概念在相同时间聚集在同一地段

上的各物种种群的集合

生物群落植物群落+动物群落+微生物群落5群落的概念对群落(community)概念的不同认识5群落的基本特征具有一定的种类组成各物种之间是相互联系的具有自己的内部环境具有一定的结构具有一定的动态特征具有一定的分布范围具有边界特征//群落交错区各物种不具有同等的群落学重要性6群落的基本特征具有一定的种类组成6群落的性质机体论学派个体论学派现代生态学观点7群落的性质机体论学派7机体论学派群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位，是有生命的系统群落演替的定向特征相当于生物的生活史或生物的发育，具有机体特征群落都要经历从先锋阶段到顶级阶段的演替过程顶级群落受破坏后重复演替过程达到顶级群落阶段代表人物:美国生态学家Clements赞成者：Braun-Blanquet/Warming/Tansley/Elton/Mobius8机体论学派群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位，是有生命个体论学派群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化系列中的一个区段因为在连续变化的环境下的群落组成是逐渐变化的，群落间没有明显的边界，不同群落类型只能是任意认定的群落和物种的关系不是有集体和组织器官关系群落的发育过程是物种的更替和种群数量消长过程，和有机体发育不可比拟和有机体不同，群落不可能在不同生境下保持繁殖的一致性同一群落类型之间无遗传上的联系代表人物：H.A.Gleason赞成者：R.G.Ramensky/R.H.Whittaker9个体论学派群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化现代生态学观点群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面如果采取生境梯度的分析的方法，即排序的方法来研究连续群落变化，在不少情况下，表明群落并不是分离的、有明显边界的实体，而是在空间和时间上连续的一个系列如果排序的结果构成若干点集的话，则可达到群落分类的目的；如果分类允许重叠的话，则又可反映群落的连续性群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥，关键在于研究者看待问题的角度和尺度10现代生态学观点群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面103群落的种类组成3.1最小面积3.2种类组成性质分析3.3种类组成的数量特征3.4物种多样性3.5物种多样性的时空变化规律3.6物种多样性空间变化学说3.6种间关联113群落的种类组成3.1最小面积11最小面积指能包括组成群落的大多数物种(95%)的面积组成群落的物种越丰富，群落的最小面积越大热带雨林，50×50㎡常绿阔叶林，20×20㎡针叶林及落叶林，10×10㎡灌丛，5×5或10×10㎡草地，1×1或2×2㎡12最小面积指能包括组成群落的大多数物种(95%)的面积12种类组成的性质分析优势种(dominantspecies)：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物建群种(constructivespecies)：优势层中的优势种亚优势种(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植物种伴生种(companionspecies)：群落的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用偶见种(rarespecies)：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指示种、特征种13种类组成的性质分析优势种(dominantspecies种类组成的数量特征多度与密度多度

(abundance)，群聚度密度(density)，相对密度，密度比盖度

(coverage)投影盖度：总盖度，层盖度/郁闭度，种盖度相对盖度，盖度比，基盖度/优势度频度(frequency)Raunkiaer频度定律：A>B>C≥D<E重要值(importantvalue)IV=相对密度+相对频度+相对优势度/相对盖度14种类组成的数量特征多度与密度14几种常用的多度等级DrudeClementsBraun-BlanquetSoc.极多Dominant优势D5非常多Cop.Cop3很多Abundant丰盛A4多Cop2多3较多Cop1尚多Frequent常见F2较少Sp少Occasional偶见OSol.稀少Rare稀少r1少Un.个别Veryrare很少Vr+很少15几种常用的多度等级DrudeClementsBraun-Bl投影盖度和基盖度16投影盖度和基盖度16生物多样性生物多样性(biodiversity)的概念生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性生物多样性的三个水平遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类生态系统多样性：是生物圈中生物群落、生境和生态过程的丰富程度群落的物种多样性17生物多样性生物多样性(biodiversity)的概念17物种多样性物种多样性的含义种的数目或丰富度：指一个群落或生境中物种数目的多寡种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况18物种多样性物种多样性的含义18物种多样性（续）物种多样性的测定α多样性指数(同含义)β多样性指数沿着环境梯度的变化物种替代的程度不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，β多样性越大精确地测定β多样性具有重要的意义指示生境变化及其被物种分割的程度用来比较不同地段的生境多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性19物种多样性（续）物种多样性的测定19物种多样性指数Simpson指数：D=1-ΣPi2Shannon-Weiner指数H=-ΣPilnPi上二式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例，Pi=Ni/N。Pielou均匀度指数：E=H/Hmax

Hmax为最大的物种多样性指数，Hmax=LnS实例20物种多样性指数Simpson指数：D=1-ΣPi220多样性指数计算Simpson指数：DA=0DB=1-[(50/100)2+(50/100)2]=0.5000Dc=1-ΣPi2=1-Σ(Ni/N)2=1-[(99/100)2+(1/100)2]=0.0198Shannon-Wiener指数：HA=0HB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)=0.69HC=-ΣNi/NlnNi/N=-(0.99×ln0.99+0.01×ln0.01)=0.056Pielou均匀度指数：Hmax=lnS=ln2=0.69EA=H/Hmax=-[(1.0×ln1.0)+0]/0.69=0EB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)/0.69=0.69/0.69=1EC=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)21多样性指数计算Simpson指数：物种甲物种乙群落A1β多样性指数Whittaker指数(βw)βw=S/(mα-1)S为所研究系统中记录的物种总数；mα为各样方或样本的平均物种数Cody指数(βc)βc=[g(H)+I(H)]/2g(H)为沿生境梯度H增加的物种数目;I(H)为沿生境梯度H失去的物种数目WilsonShmida指数(βT)βT=[g(H)+l(H)]/2α将Cody指数与Whittaker指数结合形成，变量含义与上述两式相同22β多样性指数Whittaker指数(βw)物种多样性的时空变化纬度：随纬度升高物种多样性降低海拔：随海拔升高物种多样性降低水体：随深度增加物种多样性降低时间在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加在群落演替的后期，物种多样性会降低23物种多样性的时空变化纬度：随纬度升高物种多样性降低23100501020Numberofindividuals(×100)Numberofspecies多毛类、瓣鳃类物种多样性热带浅水深海大陆架北方浅水北方河口湾2410010解释物种多样性变化的学说进化时间学说：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。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也需要一定时间。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。气候稳定学说：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稳定的。25解释物种多样性变化的学说进化时间学说：热带群落比较古老，进化解释物种多样性变化的学说（续）竞争学说：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，生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。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。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。生产力学说：如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产的食物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就越高。26解释物种多样性变化的学说（续）竞争学说：在环境严酷的地区，如种间关联2x2列联表关联系数种B种A+-+aba+b-cdb+da+cb+dn27种间关联2x2列联表种B种A+-+aba+b-cdb+da+4群落的结构4.1群落的结构单元4.2群落的垂直结构4.3群落的水平结构4.4群落的时间结构4.5群落交错区和边缘效应284群落的结构4.1群落的结构单元284.1群落的结构单元生活型层片生长型294.1群落的结构单元生活型29生活型(lifeform)概念：生物对外界环境适应的外部表现形式表现：趋同适应分类(Raunkiaer系统）高位芽植物：更新芽位于地上25㎝以上大(﹥30m)、中(8-30m)、小(2-8m)、矮(25cm～2m)地上芽植物：更新芽位于地上，25㎝以下，受地被物或积雪保护地面芽植物：更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全部枯死，地下部分存活地下芽(隐芽)植物：更新芽位于较深土层中或水中一年生植物：以种子度过不良季节生活型谱30生活型(lifeform)概念：生物对外界环境适应的外部生活型谱31生活型谱31生活型谱与环境每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成,但其中有一类生活型占优势，生活型与环境关系密切高位芽植物占优势是温暖、潮湿气候地区群落的特征，如热带雨林群落地面芽植物占优势的群落，反映了该地区具有较长的严寒季节，如温带针叶林、落叶林群落一年生植物占优势则是干旱气候的荒漠和草原地区群落的特征，如东北温带草原32生活型谱与环境每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成,但层片(synusia)群落中由相同生活型或相似生态要求的种的集合同一层片的植物属于同一生活型类别每一个层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片小环境相互作用的结果构成群落环境每一层片在群落都占据一定的空间和时间，而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征33层片(synusia)群落中由相同生活型或相似生态要求的种的生长型木本植物半木本植物草本植物叶状体植物34生长型木本植物344.2群落的垂直结构概念：群落的分层现象群落的分层与资源(光、矿质营养、食物等)利用有关植物群落的成层现象地上成层现象、地下成层现象、层间植物

群落中动物的分层现象主要与食物、微气候有关水生群落的分层主要与光照、温度、食物和溶氧量有关挺水草本层、飘浮草本层、水面高草层、沉水漂草层、沉水矮草层、水底层漂浮动物、浮游动物、游泳动物、底栖动物、附底动物、底内动物354.2群落的垂直结构概念：群落的分层现象35水生植物的成层性36水生植物的成层性364.3群落的水平结构概念：群落的配置状况或水平格局镶嵌性(mosaic)和小群落(microcoense)环境异质性影响群落水平结构的因素374.3群落的水平结构概念：群落的配置状况或水平格局37陆地生物群落中水平格局的主要决定因素)38陆地生物群落中水平格局的主要决定因素)384.4群落的时间结构概念：群落结构部分在时间上的相互更替，周期性变化群落季相：群落优势生活型和层片结构的季节变化引起的群落外貌随季节的变化时间格局：群落的组成与结构随时间序列发生有规律的变化动物的季节性变化及动物调查的季节性动物的昼夜变化394.4群落的时间结构概念：群落结构部分在时间上的相互更替4.5群落交错区与边缘效应群落交错区(生态交错区、生态过渡带,ecotone)：两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域

边缘效应

(edgeeffect)：群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势群落交错区的特点：多种要素联合作用强烈，生物多样性较高生态环境恢复原状的可能性较小生态环境变化快，恢复困难404.5群落交错区与边缘效应群落交错区(生态交错区、生态过EdgeeffectandEcotone41EdgeeffectandEcotone415群落组织--影响群落结构的因素5.1生物因素竞争对生物群落结构的影响捕食对生物群落结构的影响5.2干扰对生物群落结构的影响5.3空间异质性与群落结构5.4岛屿与群落结构5.5一个物种丰富度的简单模型5.6平衡说与非平衡说425群落组织--影响群落结构的因素5.1生物因素425.1生物因素

竞争对群落结构的影响竞争：引起种间的生态位的分化，使群落中物种多样性增加同资源种团：以同一方式利用共同资源的物种集合等价种：在群落中有相同的功能地位的同资源种团物种关键种：对群落具有重要影响的物种，移出对群落影响严重Tilman的研究结果(Fig8-4P153)435.1生物因素

竞争对群落结构的影响43ThediversityofhoneycreeperspeciesfoundontheHawaiianislands.44Thediversityofhoneycreeper生态位关系45生态位关系45捕食对群落结构的影响泛化种捕食压力的加强，将有竞争能力的物种吃掉，使物种多样性增加捕食压力过高时，因为需吃一些不适口的物种，物种多样性降低特化种喜食的是群落的优势种，则捕食可以提高物种多样性喜食的是竞争上占劣势的种类，则捕食会降低物种多样性特化的捕食者，容易控制被食者物种46捕食对群落结构的影响泛化种46Fig.Therockyinter-tidalcommunity.47Fig.Therockyinter-tidalco将kangaroorats移走后物种明显的较多48将kangaroorats移走后物种明显的较多485.2干扰对群落结构的影响干扰与群落断层(gap)断层的抽彩式竞争及小演替断层形成的频率(中度干扰假说)不同程度的干扰，对群落的物种多样性的影响是不同的群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，多样性较低干扰间隔时间长，演替发展到顶极期，则多样性也不很高中等程度的干扰，才能使群落多样性维持最高水平，它允许更多物种入侵和定居干扰理论与生态管理495.2干扰对群落结构的影响干扰与群落断层(gap)49干扰对群落结构的影响实例50干扰对群落结构的影响实例50Connell’sintermediatedisturbancehypothesis.Thenumberofspeciesinacommunityismaximalatintermediatelevelsofdisturbance.51Connell’sintermediatedisturb5.3空间异质性与群落结构环境的空间异质性愈高，群落多样性也愈高非生物环境的空间异质性植物群落的空间异质性525.3空间异质性与群落结构环境的空间异质性愈高，群落多样5.4岛屿与群落结构岛屿的种数－面积关系MacArthur的平衡说岛屿和集合种群岛屿群落的进化岛屿生态与自然保护535.4岛屿与群落结构岛屿的种数－面积关系53岛屿的种数－面积关系关系方程S=CAZ(z=0.24-0.34)广义的岛屿的概念岛屿效应面积越大，种类越多54岛屿的种数－面积关系关系方程545.5MacArthur的平衡说岛屿上物种数目是迁入和消失之间动态平衡的结果不断有物种灭亡，也不断有同种或别种的迁入而补偿灭亡的物种，岛屿上的物种数不随时间而变化动态平衡：灭亡种不断被迁入的种所代替随岛距大陆的距离由近到远，平衡点的种数逐渐降低大岛比小岛能“供养”更多的种555.5MacArthur的平衡说岛屿上物种数目是迁入和消岛屿的物种平衡56岛屿的物种平衡56岛屿大小及距离与物种57岛屿大小及距离与物种575.6岛屿和集合种群岛屿模型与集合种群模型的异同片段化生境生境斑块个体移动585.6岛屿和集合种群岛屿模型与集合种群模型的异同58岛屿群落的进化物种进化较迁入快特有种多物种未饱和59岛屿群落的进化物种进化较迁入快59岛屿生态与自然保护保护区面积面积越大，能能支持和供养的物种越多保护区的连片所有小保护区物种相同时，的保护区能支持更多的物种保护大型动物需较大面积的保护区空间异质性丰富的区域，多个小保护区能保护更多的物种多个小保护区有利于隔离传染病保护区的廊道建设保护区形状细长的保护区有利于物种的交流和增加边缘生境60岛屿生态与自然保护保护区面积605.5一个物种丰富度的简单模型615.5一个物种丰富度的简单模型61群落物种的平均生态位宽度和平均生态位重叠时一定值时，资源利用范围越大，群落将含有更多的种数。62群落物种的平均生态位宽度和平均生态位重叠时一定值时，资源利用当资源利用范围一定时，群落物种的平均生态位宽度越小(表示种在资源上越分化，生态位越窄)，群落有更高的物种数。63当资源利用范围一定时，群落物种的平均生态位宽度越小(表示种在当资源利用范围一定时，群落物种平均生态位重叠越大(物种间利用资源中重叠较多)，群落将含有更多的种数。64当资源利用范围一定时，群落物种平均生态位重叠越大(物种间利用当资源利用范围一定时，群落中利用资源越充分，含有更多的物种数；若群落种有一部分资源未被利用，所含种数就越少。65当资源利用范围一定时，群落中利用资源越充分，含有更多的物种数不同环境的模型竞争：群落中的资源利用的更加充分，物种丰富度取决于有效资源范围的大小，种的特化程度和生态位重叠的程度。捕食：捕食者消灭某些猎物种，群落出现未被利用的资源，使种数少(d)；捕食者将一些种的数量长久保持在环境容纳量以下，降低种间竞争强度，允许更多生态位重叠，可更多物种共存(c)。岛屿：由于面积小，资源范围减少(a)；种被消灭的风险大，群落的饱和度低(d)；能在岛上生活的种有可能尚未迁入岛中。66不同环境的模型竞争：群落中的资源利用的更加充分，物种丰富度取5.6平衡说和非平衡说平衡说：共同生活在同一群落中的物种处于一种稳定状态非平衡说：组成群落的物种始终处在不断的变化之中，自然界中的群落不存在全局稳定，存在的只是群落的抵抗性和恢复性675.6平衡说和非平衡说平衡说：共同生活在同一群落中的物种结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。WhenYouDoYourBest,FailureIsGreat,SoDon'TGiveUp,StickToTheEnd结束语68感谢聆听不足之处请大家批评指导PleaseCriticizeAndGuideTheShortcomings演讲人：XXXXXX时间：XX年XX月XX日

感谢聆听演讲人：XXXXXX时间：XX年69普通生态学群落的组成与结构70普通生态学11群落生态学2生物群落的概念3群落的种类组成4群落的结构5群落组织—影响群落结构的因素711群落生态学21群落生态学1.1研究内容群落的组成、结构群落的发展变化及其与环境的关系1.2研究特点以植物群落研究为主1.3植物群落学地植物学植被生态学植物社会学721群落生态学1.1研究内容32生物群落的概念2.1群落的概念2.2群落的基本特征2.3群落的性质732生物群落的概念2.1群落的概念4群落的概念对群落(community)概念的不同认识AlexanderHumboldt：特定的外貌，对生境因素的综合反应E.Warming：一定的种组成的天然群聚俄国学派：有机体的特定组合，有机体之间及其与环境之间相互影响W.E.Shelford：具有一致的种类组成且外貌一致的生物据集体E.P.Odum：种类外貌一致、具有一定的营养结构、代谢格局、结构单元、生命部分一般概念在相同时间聚集在同一地段

上的各物种种群的集合

生物群落植物群落+动物群落+微生物群落74群落的概念对群落(community)概念的不同认识5群落的基本特征具有一定的种类组成各物种之间是相互联系的具有自己的内部环境具有一定的结构具有一定的动态特征具有一定的分布范围具有边界特征//群落交错区各物种不具有同等的群落学重要性75群落的基本特征具有一定的种类组成6群落的性质机体论学派个体论学派现代生态学观点76群落的性质机体论学派7机体论学派群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位，是有生命的系统群落演替的定向特征相当于生物的生活史或生物的发育，具有机体特征群落都要经历从先锋阶段到顶级阶段的演替过程顶级群落受破坏后重复演替过程达到顶级群落阶段代表人物:美国生态学家Clements赞成者：Braun-Blanquet/Warming/Tansley/Elton/Mobius77机体论学派群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位，是有生命个体论学派群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化系列中的一个区段因为在连续变化的环境下的群落组成是逐渐变化的，群落间没有明显的边界，不同群落类型只能是任意认定的群落和物种的关系不是有集体和组织器官关系群落的发育过程是物种的更替和种群数量消长过程，和有机体发育不可比拟和有机体不同，群落不可能在不同生境下保持繁殖的一致性同一群落类型之间无遗传上的联系代表人物：H.A.Gleason赞成者：R.G.Ramensky/R.H.Whittaker78个体论学派群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化现代生态学观点群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面如果采取生境梯度的分析的方法，即排序的方法来研究连续群落变化，在不少情况下，表明群落并不是分离的、有明显边界的实体，而是在空间和时间上连续的一个系列如果排序的结果构成若干点集的话，则可达到群落分类的目的；如果分类允许重叠的话，则又可反映群落的连续性群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥，关键在于研究者看待问题的角度和尺度79现代生态学观点群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面103群落的种类组成3.1最小面积3.2种类组成性质分析3.3种类组成的数量特征3.4物种多样性3.5物种多样性的时空变化规律3.6物种多样性空间变化学说3.6种间关联803群落的种类组成3.1最小面积11最小面积指能包括组成群落的大多数物种(95%)的面积组成群落的物种越丰富，群落的最小面积越大热带雨林，50×50㎡常绿阔叶林，20×20㎡针叶林及落叶林，10×10㎡灌丛，5×5或10×10㎡草地，1×1或2×2㎡81最小面积指能包括组成群落的大多数物种(95%)的面积12种类组成的性质分析优势种(dominantspecies)：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物建群种(constructivespecies)：优势层中的优势种亚优势种(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植物种伴生种(companionspecies)：群落的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用偶见种(rarespecies)：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指示种、特征种82种类组成的性质分析优势种(dominantspecies种类组成的数量特征多度与密度多度

(abundance)，群聚度密度(density)，相对密度，密度比盖度

(coverage)投影盖度：总盖度，层盖度/郁闭度，种盖度相对盖度，盖度比，基盖度/优势度频度(frequency)Raunkiaer频度定律：A>B>C≥D<E重要值(importantvalue)IV=相对密度+相对频度+相对优势度/相对盖度83种类组成的数量特征多度与密度14几种常用的多度等级DrudeClementsBraun-BlanquetSoc.极多Dominant优势D5非常多Cop.Cop3很多Abundant丰盛A4多Cop2多3较多Cop1尚多Frequent常见F2较少Sp少Occasional偶见OSol.稀少Rare稀少r1少Un.个别Veryrare很少Vr+很少84几种常用的多度等级DrudeClementsBraun-Bl投影盖度和基盖度85投影盖度和基盖度16生物多样性生物多样性(biodiversity)的概念生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性生物多样性的三个水平遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类生态系统多样性：是生物圈中生物群落、生境和生态过程的丰富程度群落的物种多样性86生物多样性生物多样性(biodiversity)的概念17物种多样性物种多样性的含义种的数目或丰富度：指一个群落或生境中物种数目的多寡种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况87物种多样性物种多样性的含义18物种多样性（续）物种多样性的测定α多样性指数(同含义)β多样性指数沿着环境梯度的变化物种替代的程度不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少，β多样性越大精确地测定β多样性具有重要的意义指示生境变化及其被物种分割的程度用来比较不同地段的生境多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性88物种多样性（续）物种多样性的测定19物种多样性指数Simpson指数：D=1-ΣPi2Shannon-Weiner指数H=-ΣPilnPi上二式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例，Pi=Ni/N。Pielou均匀度指数：E=H/Hmax

Hmax为最大的物种多样性指数，Hmax=LnS实例89物种多样性指数Simpson指数：D=1-ΣPi220多样性指数计算Simpson指数：DA=0DB=1-[(50/100)2+(50/100)2]=0.5000Dc=1-ΣPi2=1-Σ(Ni/N)2=1-[(99/100)2+(1/100)2]=0.0198Shannon-Wiener指数：HA=0HB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)=0.69HC=-ΣNi/NlnNi/N=-(0.99×ln0.99+0.01×ln0.01)=0.056Pielou均匀度指数：Hmax=lnS=ln2=0.69EA=H/Hmax=-[(1.0×ln1.0)+0]/0.69=0EB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)/0.69=0.69/0.69=1EC=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)90多样性指数计算Simpson指数：物种甲物种乙群落A1β多样性指数Whittaker指数(βw)βw=S/(mα-1)S为所研究系统中记录的物种总数；mα为各样方或样本的平均物种数Cody指数(βc)βc=[g(H)+I(H)]/2g(H)为沿生境梯度H增加的物种数目;I(H)为沿生境梯度H失去的物种数目WilsonShmida指数(βT)βT=[g(H)+l(H)]/2α将Cody指数与Whittaker指数结合形成，变量含义与上述两式相同91β多样性指数Whittaker指数(βw)物种多样性的时空变化纬度：随纬度升高物种多样性降低海拔：随海拔升高物种多样性降低水体：随深度增加物种多样性降低时间在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加在群落演替的后期，物种多样性会降低92物种多样性的时空变化纬度：随纬度升高物种多样性降低23100501020Numberofindividuals(×100)Numberofspecies多毛类、瓣鳃类物种多样性热带浅水深海大陆架北方浅水北方河口湾9310010解释物种多样性变化的学说进化时间学说：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。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也需要一定时间。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。气候稳定学说：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稳定的。94解释物种多样性变化的学说进化时间学说：热带群落比较古老，进化解释物种多样性变化的学说（续）竞争学说：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，生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。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。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。生产力学说：如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产的食物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就越高。95解释物种多样性变化的学说（续）竞争学说：在环境严酷的地区，如种间关联2x2列联表关联系数种B种A+-+aba+b-cdb+da+cb+dn96种间关联2x2列联表种B种A+-+aba+b-cdb+da+4群落的结构4.1群落的结构单元4.2群落的垂直结构4.3群落的水平结构4.4群落的时间结构4.5群落交错区和边缘效应974群落的结构4.1群落的结构单元284.1群落的结构单元生活型层片生长型984.1群落的结构单元生活型29生活型(lifeform)概念：生物对外界环境适应的外部表现形式表现：趋同适应分类(Raunkiaer系统）高位芽植物：更新芽位于地上25㎝以上大(﹥30m)、中(8-30m)、小(2-8m)、矮(25cm～2m)地上芽植物：更新芽位于地上，25㎝以下，受地被物或积雪保护地面芽植物：更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全部枯死，地下部分存活地下芽(隐芽)植物：更新芽位于较深土层中或水中一年生植物：以种子度过不良季节生活型谱99生活型(lifeform)概念：生物对外界环境适应的外部生活型谱100生活型谱31生活型谱与环境每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成,但其中有一类生活型占优势，生活型与环境关系密切高位芽植物占优势是温暖、潮湿气候地区群落的特征，如热带雨林群落地面芽植物占优势的群落，反映了该地区具有较长的严寒季节，如温带针叶林、落叶林群落一年生植物占优势则是干旱气候的荒漠和草原地区群落的特征，如东北温带草原101生活型谱与环境每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成,但层片(synusia)群落中由相同生活型或相似生态要求的种的集合同一层片的植物属于同一生活型类别每一个层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片小环境相互作用的结果构成群落环境每一层片在群落都占据一定的空间和时间，而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征102层片(synusia)群落中由相同生活型或相似生态要求的种的生长型木本植物半木本植物草本植物叶状体植物103生长型木本植物344.2群落的垂直结构概念：群落的分层现象群落的分层与资源(光、矿质营养、食物等)利用有关植物群落的成层现象地上成层现象、地下成层现象、层间植物

群落中动物的分层现象主要与食物、微气候有关水生群落的分层主要与光照、温度、食物和溶氧量有关挺水草本层、飘浮草本层、水面高草层、沉水漂草层、沉水矮草层、水底层漂浮动物、浮游动物、游泳动物、底栖动物、附底动物、底内动物1044.2群落的垂直结构概念：群落的分层现象35水生植物的成层性105水生植物的成层性364.3群落的水平结构概念：群落的配置状况或水平格局镶嵌性(mosaic)和小群落(microcoense)环境异质性影响群落水平结构的因素1064.3群落的水平结构概念：群落的配置状况或水平格局37陆地生物群落中水平格局的主要决定因素)107陆地生物群落中水平格局的主要决定因素)384.4群落的时间结构概念：群落结构部分在时间上的相互更替，周期性变化群落季相：群落优势生活型和层片结构的季节变化引起的群落外貌随季节的变化时间格局：群落的组成与结构随时间序列发生有规律的变化动物的季节性变化及动物调查的季节性动物的昼夜变化1084.4群落的时间结构概念：群落结构部分在时间上的相互更替4.5群落交错区与边缘效应群落交错区(生态交错区、生态过渡带,ecotone)：两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域

边缘效应

(edgeeffect)：群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势群落交错区的特点：多种要素联合作用强烈，生物多样性较高生态环境恢复原状的可能性较小生态环境变化快，恢复困难1094.5群落交错区与边缘效应群落交错区(生态交错区、生态过EdgeeffectandEcotone110EdgeeffectandEcotone415群落组织--影响群落结构的因素5.1生物因素竞争对生物群落结构的影响捕食对生物群落结构的影响5.2干扰对生物群落结构的影响5.3空间异质性与群落结构5.4岛屿与群落结构5.5一个物种丰富度的简单模型5.6平衡说与非平衡说1115群落组织--影响群落结构的因素5.1生物因素425.1生物因素

竞争对群落结构的影响竞争：引起种间的生态位的分化，使群落中物种多样性增加同资源种团：以同一方式利用共同资源的物种集合等价种：在群落中有相同的功能地位的同资源种团物种关键种：对群落具有重要影响的物种，移出对群落影响严重Tilman的研究结果(Fig8-4P153)1125.1生物因素

竞争对群落结构的影响43ThediversityofhoneycreeperspeciesfoundontheHawaiianislands.113Thediversityofhoneycreeper生态位关系114生态位关系45捕食对群落结构的影响泛化种捕食压力的加强，将有竞争能力的物种吃掉，使物种多样性增加捕食压力过高时，因为需吃一些不适口的物种，物种多样性降低特化种喜食的是群落的优势种，则捕食可以提高物种多样性喜食的是竞争上占劣势的种类，则捕食会降低物种多样性特化的捕食者，容易控制被食者物种115捕食对群落结构的影响泛化种46Fig.Therockyinter-tidalcommunity.116Fig.Therockyinter-tidalco将kangaroorats移走后物种明显的较多117将kangaroorats移走后物种明显的较多485.2干扰对群落结构的影响干扰与群落断层(gap)断层的抽彩式竞争及小演替断层形成的频率(中度干扰假说)不同程度的干扰，对群落的物种多样性的影响是不同的群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，多样性较低干扰间隔时间长，演替发展到顶极期，则多样性也不很高中等程度的干扰，才能使群落多样性维持最高水平，它允许更多物种入侵和定居干扰理论与生态管理1185.2干扰对群落结构的影响干扰与群落断层(gap)49干扰对群落结构的影响实例119干扰对群落结构的影响实例50Connell’sintermediatedisturbancehypothesis.Thenumberofspe