第八章生物群落的分类与技术在植被制图中的应用

第八章生物群落的分类与技术在植被制图中的应用第1页，共60页。2023/1/11分类与排序对生物群落的认识和分类有两种途径：群丛单位理论(机体论)：早期的一批植物生态学家认为群落类型是自然单位，它们和有机体一样具有明确的边界，而且与其他群落是间断的、可分的，因此可以象物种那样进行分类个体论：认为群落是连续的，没有明确的边界，它不过是不同种群的组合，而种群是独立的。应采取生境梯度分析的方法，即排序来研究连续群落变化，而不采取分类的方法一般认为，生物群落的存在既有连续性的一面，又有间断性的一面第2页，共60页。2023/1/11第一节生物群落的分类与排序生物群落的分类√中国的植物群落分类√法瑞学派的群落分类美国的群落分类群落的数量分类生物群落的排序主要内容第3页，共60页。第一节生物群落的分类分类：群落进行相似性分组生物群落的分类与排序分类——适于揭示群落的间断性排序——揭示群落的连续性分类与排序：可同时反映间断性与连续性第4页，共60页。2023/1/11群落的分类：就是对群落按照其属性、数据所反映的相似关系把它们分成组，使组内的成员尽量相似，而不同组的成员尽量相异。

通过分类研究，加深认识群落自身固有的特征及其形成条件之间的相互关系。生物群落分类是生态学研究领域中争论最多的问题之一。由于不同国家或不同地区的研究对象，研究方法和对群落实体的看法不同，其分类原则和分类系统有很大差别，甚至成为不同学派的重要特色第5页，共60页。生物群落类型的划分：1.人为分类：用材林、防护林、水源涵养林2.自然分类：主要依据是群落本身固有的特征及其与生境之间的内在联系。第6页，共60页。中国植物群落分类

中国植物群落的分类原则——群落学+生态学原则

以群落本身的综合特征作为分类依据，群落的种类组成、外貌和结构、地理分布、动态演替等特征及其生态环境都在不同的等级中有相应的反映。第7页，共60页。1.种类组成：注重优势种（或标志种）的作用2.外貌和结构：优势种的外貌（针对高级分类单位）3.生态地理特征：生境、生态习性和分布范围4.动态特征：生态环境因子中国植被分类的原则

第8页，共60页。中国的植被分类抓住了群落外貌和群落种类组成两个主要特征，高级单位的分类依据侧重于外貌、结构和生态地理特征，中级和中级以下的单位则侧重于种类组成。第9页，共60页。中国植被主要分类单位植被型Vegetationtype：高级分类单位，

侧重外貌、结构和生态地理特征

——建群种生活型相同或相似，同时对水热条件的生态关系一致的植物群落联合群系

Formation：中级分类单位，

侧重于种类组成

——建群种或共建种相同的植物群落联合三个主要等级：第10页，共60页。群丛Association：基本单位，侧重于种类组成

——层片结构相同，各层片优势种或共优势种相同的植物群落联合。第11页，共60页。中国植被的分类系统和单位

我国植被分类的主要单位有三级，即植被型（高级单位）、群系（中级单位）和群丛（基本单位），每一级分类单位之上和之下，各设一个辅助单位和补充单位：

植被型组

植被型

植被亚型

群系组

群系

亚群系

群丛组

群丛

亚群丛第12页，共60页。2023/1/11中国的植物群落分类系统植被型组：如针叶林植被型：如寒温性针叶林（植被亚型）：如半湿润寒温性针叶林群系组：如松林

群系：如冷杉林（亚群系）：如9冷+1云杉林群丛组：如藓类冷杉林群丛：如苔藓冷杉林（亚群丛）：如冷杉幼年林第13页，共60页。

植被型组

植被型（植被亚型）群系组

群系（亚群系）群丛组群丛亚群丛草地温带草原

草甸草原典型草原

根茎禾草草甸草原丛生禾草草甸草原羊草草原羊草＋丛生禾草草原羊草＋中生杂草草原

羊草＋大针茅草原羊草＋丛生小禾草草原

羊草＋大针茅＋柴胡草原羊草＋大针茅＋黄囊苔草原

植被型组：最高的分类单位。建群种生活型相近因而群落外貌相似的植物群落联合。植被型：建群种生活型相同或相似的同时对水热条件、生态关系一致的植物群落联合植被亚型：辅助单位根据优势层片或指示层片的差异划分。群系组：根据建群种亲缘关系近似，生活型近似或生境相近而划分群系：建群种或共建种相同的植物群落联合亚群系：辅助单位。根据次优势层片及其所反映的生境条件的差异而划分。群丛组：片层结构相似，而且优势层片与次优势层片的优势种工共优势种相同的植物群落联合。群丛：层片结构相同，各层片优势种或共优势种相同的植物群落联合亚群丛：反映群丛内部在区系成分、层片配置、动态变化等方面出现的若干微细变化。中国的植物群落分类系统第14页，共60页。

植被型组：植被型：植被亚型：

群系：亚群系：

草地温带草原草甸草原（半湿润）典型草原（半干旱）荒漠草原（干旱）大针茅羊草

红沙羊草＋中生杂类草草原羊草＋旱生丛生禾草草原羊草＋大针茅＋黄囊苔羊草＋大针茅＋柴胡群丛：第15页，共60页。温带草原第16页，共60页。内蒙古草甸草原第17页，共60页。内蒙古大针茅典型草原第18页，共60页。阿拉善荒漠草原第19页，共60页。根据上述系统中国生态学家于1980年完成了《中国植被》一书和中国植被图的制作。中国植被分为10个植被型组、29个植被型、560多个群系、群丛则不计其数。

第20页，共60页。植被型组（10）植被型（29）针叶林寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混交林、暖温性针叶林、热性针叶林

阔叶林落叶阔叶林、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、珊瑚岛常绿林、红树林、竹林

灌草和灌草丛常绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、落叶阔叶灌丛、常绿阔叶灌丛、灌草丛

草原和稀树干草原草原、稀树干草原

荒漠包括肉质刺灌丛荒漠、肉质刺灌丛

冻原高山冻原

高山稀疏植被高山垫状植被、高山流石滩稀疏植被

草甸草甸沼泽沼泽水生植被水生植被第21页，共60页。挪威针叶林第22页，共60页。常绿阔叶林第23页，共60页。南方热性灌草丛第24页，共60页。荒漠灌丛第25页，共60页。冻原白蒿第26页，共60页。高山稀疏植被第27页，共60页。高山草甸第28页，共60页。新疆沼泽第29页，共60页。潘阳湖典型水生植被第30页，共60页。.植物群落的命名群丛：

联名法，即各层优势种或共优种相同的植物群落的联合前冠词

Ass.（Association），不同层之间的优势种以“-”相连，集合符+，如：Ass.马尾松--映山红+毛榛--红花鹿蹄草第31页，共60页。群系：建群种名命名法：即只取建群种的名称，如东北草原以羊草为建群种组成的群系，称为羊草群系。前冠词From.如：From.马尾松群系、落叶松群系、华栲＋厚壳桂群系第32页，共60页。植被型：

以外貌称谓：如寒温性针叶林第33页，共60页。法瑞学派植物群落分类1.分类依据：群落植物区系的亲缘关系＋其他特征

2.影响范围：主要在西欧3.创建人：法国Braun-Blanquet，1928

4.主要内容：植物区系-结构分类系统第34页，共60页。英美学派植物群落分类

分类依据：优势种原则影响范围：主要英美3.创建人：Clements&Tansley等4.主要内容：双轨制分类系统—演替系列和顶极群落第35页，共60页。法瑞学派英美学派顶极群落系统演替群落系统群丛门群系型演替系列群丛群丛纲群系演替系列单优种群丛群丛目群丛演替系列群丛相群丛属单优种群丛演替系列组合亚群丛属群丛相集群群丛变型组合季相亚群丛变型集团层群丛相季相1群丛门层2法瑞学派和英美学派的群落分类第36页，共60页。群落的数量分类

目标

反映现象揭示原因发现变化关系揭示规律反映环境组合种组与环境因素的关系第37页，共60页。2023/1/11群落的数量分类目标：用数量来进行分类，减少人为因素方法：数学与生态学的交叉，主要用多元分析统计过程：属性数量化相似系数计算(不同方法)聚类分析(不同方法)结果处理自学为主，尽可能了解第38页，共60页。方法

数量分类一般采用多元分析技术，如聚类分析和主成分分析。

现在常用的软件有Twinspan、Canoco等。第39页，共60页。2023/1/11生物群落的排序概念：把一个地区内所调查的群落样地，按照相似度来排定各样地的位序，从而分析各样地之间及其与生境之间相互关系类型：直接梯度分析：利用环境因素的排序，即以群落生境或其中某一生态因子的变化，排定样地生境的序位，又称直接排序，或梯度分析间接梯度分析：用植物群落本身属性排定群落样地的位序，称间接排序，又称组成分析第40页，共60页。第二节3S技术在植被制图中的应用概念：

3S是指以遥感（RemoteSensing—RS）、地理信息系统（GeographicalInformationSystem—GIS）和全球定位系统（GlobalPositioningSystem—GPS）为主的、与地理空间信息有关的科学技术领域。第41页，共60页。1、遥感RS3、全球定位系统

GPS

2、地理信息系统GIS

3S技术“登高望远”未来的地图罗盘（方向+位置）第42页，共60页。3S技术的集成GPS获取的位置信息遥感影像GIS系统完整的卫星对地观测系统第43页，共60页。GPS全球定位系统的建立GPS（GlobalPositioningSystem）全球定位系统：1973年12月起，美国历经20余年，投资300亿美元，建立起来的服务于全球的卫星导航与定位系统。其从根本上解决了人类在地球及其周围空间的导航及定位问题。第44页，共60页。GPS系统组成空间部分地面控制部分用户部分第45页，共60页。

GPS在国民经济建设中的应用测绘军事农业智能交通救援森林防火地震预报大坝及地面沉降的监测

…第46页，共60页。遥感（remotesensing）1.遥感定义遥感(RemoteSensing)

六十年代，由美国人EretynPruitt提出。利用现代仪器设备由远处感知、获取被测物体的信息，从而对物体进行探测和识别。第47页，共60页。狭义遥感：主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。

(《遥感大词典》)

遥感则是通过安装在飞机或空间运载工具上的仪器设备从地球上空对地球资源进行远距离、大范围的探测的理论和方法。广义遥感：利用仪器设备从远处获得被测物体的电磁波辐射特征（光，热），力场特征（重力、磁力）和机械波特征（声，地震），据此识别物体。第48页，共60页。遥感（Remotesensing）

通过远离目标的传感器获取目标或景观数据的技术（Colwell1983）。包括航片、卫星图象和雷达数据等。

遥感图象记录了地物波谱反射、辐射能量的空间分布。1.遥感数据获取与信息提取第49页，共60页。通道合成图(R:1,G:2,B:1)NOAA/AVHRR遥感影像99/08第50页，共60页。遥感技术的优点避免研究者对研究对象的直接干扰。能够提供大范围的瞬间静态图像，是生态学家目前获取大尺度上各种生态和物理信息的主要手段。提供了大面积重复观测的可能，为资料的快速获取与更新、为多时段的对比研究和动态分析提供了基础，是大尺度格局动态的唯一监测手段。大大拓宽了人类观测地球的光谱分辨能力。第51页，共60页。遥感资料在景观生态学中的应用分3类：植被和土地利用分类生态系统和景观特征的定量化不同尺度上斑块的空间格局；植被的结构特征、生境及生物量；干扰的范围、严重程度及频率景观动态以及生态系统管理方面的研究

土地利用在空间和时间上的变化；植被动态（包括群落演替）；景观对人为干扰和全球气候变化的反应。遥感在景观生态学中的应用方面第52页，共60页。地理信息系统

GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

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美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）

第53页，共60页。GIS基本功能的实现过程文件图表数据获取原始数据存储检索空间查询空间分析数据编辑