第八章群落的组成与结构详解

第八章群落的组成与结构详解演示文稿现在是1页\一共有36页\编辑于星期二优选第八章群落的组成与结构现在是2页\一共有36页\编辑于星期二1、生物群落的概念近代植物地理学创始人AlexanderHumboldt于1807年在《植物地理知识》中，揭示了植物分布与气候条件之间相互关系的规律，并指出每个群落都有其特定的外貌，它是群落对生物因素的综合反应。1890年，植物生态学的创始人E．Warming(丹麦人)，《植物生态学》将群落定义为“一定的种所组成的天然群聚即群落”。1908年以生态学家B．H．cykayeb为代表的俄国学派；植物群落是“不同植物有机体的特定结合，在这种结合下，存在植物之间以及植物与环境之间的相互影响”。1911年，V．E．Shelford“具一致的种类组成且外貌一致的生物聚集体”。一、生物群落的概念现在是3页\一共有36页\编辑于星期二美国著名生态学家E．P．Odum于1957年在他的《生态学基础》一书中，除种类组成与外貌一致外，还“具有一定的营养结构和代谢格局”，“它是一个结构单元”，“是生态系统中具有生命的部分”。生物群落(Bioticcommunity)：在自然界的特定空间和特定时间内有一些不同物种种群彼此间相互密切联系，相互依赖制约的自然集合体或一个生态功能单位。1902年，瑞士学者C．Schroter首次提出了群落生态学(synecology)的概念，他认为，群落生态学是研究群落与环境相互关系的科学。1910年，在比利时布鲁塞尔召开的第三届国际植物学会议上正式决定采纳了群落生态学这个科学名称。现在是4页\一共有36页\编辑于星期二现在是5页\一共有36页\编辑于星期二2、群落的基本特征具有一定的种类组成群落中各种物种之间是相互联系的群落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性群落中各物种不具有同等的群落学重要性现在是6页\一共有36页\编辑于星期二3、群落性质机体论学派：代表人物是美国生态学家C1ements，他将植物群落比拟为一个生物有机体，看成是一个自然单位。他认为任何一个植物群落都要经历一个从先锋阶段到相对稳定的顶级阶段的演替过程。个体论学派：代表人物之一是H．A．Gleason。因为群落的存在依赖于特定的生境与不同物种的组合，但是环境条件在空间与时间上都是不断变化的，故每一个群落都不具有明显的边界。环境的连续变化使人们无法划分出一个个独立的群落实体，群落只是科学家为了研究方便而抽象出来的一个概念。现在是7页\一共有36页\编辑于星期二二、群落的种类组成1、群落组成的性质分析群落成员型：优势种(dominantspecies)：优势种是具有控制群落和反映群落特征的种类，其数量或生物量在群落中所占比例最多。它们对维持群落的稳定性有重要作用。常见种(commonspecies)：常见种是在生态调查中出现频率也较高的种类，但其数量不一定有优势。稀有种(rarespecies)：稀有种（或偶见种）在群落中出现的频率低，也可能由于某种原因偶尔侵入所调查的群落中。现在是8页\一共有36页\编辑于星期二2、种类组成的数量特征（1）多度与密度：多度是对植物群落中物种个体数目多少的一种估测指标，多用于植物群落的野外调查中。目前国内外尚无统一的标淮，我国多采用Drude的七级制多度。密度是单位面积或单位空间上的一个实测数据。相对密度是指样地内某一种植物的个体数占全部植物种个体数的百分比。某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比被称为密度比。现在是9页\一共有36页\编辑于星期二（2）盖度盖度是指植物体地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比，又称投影盖度。盖度是群落结构的一个重要指标，因为它不仅反映了植物所占有的水平空间的大小，而且还反映了植物之间的相互关系。通常以百分比来表示盖度，而林业上常用郁闭度表示林木层的盖度。盖度可以分为种盖度(分盖度)、层盖度(种组盖度)、总盖度(群落盖度)。基盖度是指植物基部的覆盖面积。对于草原群落，常以离地面1英寸(2.54cm)高度的断面积计算；而对森林群落，则以树木胸高(1.3m处)断面积计算。基盖度也称真盖度。乔木的基盖度持称为显著度。现在是10页\一共有36页\编辑于星期二（3）频度频度（frequency）：是指群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比。Raunkiaer频度定律：频度在1％-20％的植物种归入A级，21％-40％者为B级，41％-60％者为C级，61％-80％者为D级，81％-100％者为E级。现在是11页\一共有36页\编辑于星期二按其所占比例的大小，五个频度级的关系是：A＞B＞C≥D＜E，这就是Raunkiaer频度定律。这个定律说明：在一个种类分布比较均匀一致的群落中，居于A级频度的种类占大多数，B、C和D级频度的种类较少，E级额度的植物是群落中的优势种和建群种，其数目也较多，所以占有的比例也较高。这个规律符合群落中低频度种的数目较高频度种的数目多的事实。事实证明，Raunkiaer频度定律基本上适合于任何稳定性较高而种类分布比较均匀的群落。群落的均匀性与A级和E级的大小成正比。E级愈高，群落的均匀性愈大；如若B、C、D级的比例增高时，说明群落中种的分布不均匀，一般情况下，暗示着植被分化和演替的趋势。现在是12页\一共有36页\编辑于星期二（4）重要值重要值(importantvalue)是J.T.Curtis和R.P.McIntosh(1951)在研究森林群落时首次提出的，它是某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。计算公式如下：

重要值（I.V.）=相对密度+相对频度+相对优势度（相对基盖度）用于草原群落时：

重要值=相对密度+相对频度+相对盖度现在是13页\一共有36页\编辑于星期二3、种群多样性分析生物多样性(biodiversity)是指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物和微生物的所有种及其组成的群落相生态系统。生物多样性可以分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次。遗传多样性指地球上生物个体中所包含的遗传信息之总和；物种多样性是指地球上生物有机体的多样化；生态系统多样性涉及的是生物因中生物群落、生境与生态过程的多样化。物种多样性具有两种涵义：其一是种的数目或丰富度，它是指一个群落或生境中物种数目的多寡；其二是种的均匀度，它是指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度。现在是14页\一共有36页\编辑于星期二（1）Simpson多样性指数：Simpson多样性指数=随机取样的两有机体为不同种的概率=1-取样的两有机体为同种的概率。Pi：种i的个体在群落中的比例，Pi2：随机取两个体为同种概率。Ni为种i的个体数，N为群落中全部种的个体数。

现在是15页\一共有36页\编辑于星期二（2）Shannon-Weaver多样性指数：H'为多样性指数；Pi是第i中的个体数与该样方总个数之比值；S为样方种数。香农—威纳指数包含两个因素：其一是种类数目；其二是种类中个体分配上的均匀性。种类数目越多，多样性越大；同样，种类之间个体分配的均匀性增加，也会使多样性提高。现在是16页\一共有36页\编辑于星期二4、物种多样性在空间上的变化规律（1）多样性随纬度的变化（2）多样性随海拔的变化（3）在海洋或淡水水体，物种多样性有随深度增加而降低的趋势现在是17页\一共有36页\编辑于星期二5、解释物种多样性空间变化规律的各种学说（1）进化时间学说（2）生态时间学说（3）空间异质性学说（4）气候稳定学说（5）竞争学说（6）捕食学说（7）生产力学说现在是18页\一共有36页\编辑于星期二6、种间关联在一个群落中，如果两个种一块出现的次数高于期望值，它们就具有正关联。正关联可能是因一个种依赖于另一个种而存在，或两者受生物的和非生物的环境因子影响而生长在一起；如果两个种共同出现的次数低于期望值，则它们具负关联。负关联则是由于空间排挤、竞争、他感作用，或不同的环境要求而引起。现在是19页\一共有36页\编辑于星期二三、群落结构1、群落的结构单元（1）生活型(lifeform)是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也是相似的。（2）层片(synusia)也是群落结构的基本单位之一，这一术语最初由瑞典植物学家H．Gams(1918)提出。层片是指由相同生活型或相似生态要求的种组成的机能群落(functionalcommunity)。群落的不同层片是由居于不同生活型的不同种的个体组成。现在是20页\一共有36页\编辑于星期二现在是21页\一共有36页\编辑于星期二2、群落的垂直结构现在是22页\一共有36页\编辑于星期二群落成层现象的生态学意义：使生物生存在合适的空间，最充分地利用环境资源。因此，成层结构越复杂，生物对环境的利用越充分。同时，通过垂直分布上的差异避免剧烈的种间竞争。现在是23页\一共有36页\编辑于星期二3、群落的水平结构植物群落水平结构的主要特征就是它的镶嵌性(mosaic)。镶嵌性是植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的，从而形成了许多小群落(microcoense)。小群落的形成是由于生态因子的不均匀性，如小地形和微地形的变化，土壤湿度和盐渍化程度的差异，群落内部环境的不一致，动物活动以及人类的影响等等。现在是24页\一共有36页\编辑于星期二4、群落的时间结构

不同植物种类的生命活动在时间上的差异，就导致了结构部分在时间上的相互更替，形成了群落的时间结构。在某一时期，某些植物种类在群落生命活动中起主要作用；而在另一时期，则是另一些植物种类在群落生命活动中起主要作用。如在早春开花的植物，在早春来临时开始萌发、开花、结实，到了夏季其生活周期已经结束，而另一些植物种类则达到生命活动的高峰。所以在一个复杂的群落中，植物生长、发育的异时性会很明显地反映在群落结构的变化上。现在是25页\一共有36页\编辑于星期二5、群落交错区和边缘效应

群落交错区(ecotone)又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域。群落交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带。在这里，群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大。群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势被称为边缘效应(edgeeffect)。现在是26页\一共有36页\编辑于星期二四、群落组织——影响群落结构的因素1、捕食作用对群落结构的影响2、关键种对群落结构的影响3、竞争对群落结构的影响4、空间异质性对群落结构的影响5、干扰对群落结构的影响6、岛屿与群落结构现在是27页\一共有36页\编辑于星期二1、捕食作用对群落结构的影响（1）捕食者为广食性：捕食缓和竞争，促使群落多样性提高。（2）捕食者为选择性捕食：视捕食对象而异。捕食对象为优势种：捕食使群落多样性升高；捕食对象为劣势种：捕食使群落多样性降低。现在是28页\一共有36页\编辑于星期二潮间带滨螺是吃多种藻类的捕食者，尤其喜食竞争力强的小型绿藻，这样，捕食作用的效应增加共存藻类的数目；但如果滨螺的捕食压力超过一定程度，可能把竞争力弱的藻类也吃掉，则藻类的多样性又下降。现在是29页\一共有36页\编辑于星期二2、关键种对群落结构的影响关键种与优势种的区别：关键种(keystonespecies)：群落中有的种类对决定其它大多数种类在群落中持续生存的能力具有关键性的作用，称为关键种。多数关键种是通过捕食过程对群落组成发生作用，因此它对维持群落的组成和多样性具有决定性意义。优势种：是具有控制群落和反映群落特征的种类，其数量或生物量在群落中所占比例最多。它们对维持群落的稳定性有重要作用。现在是30页\一共有36页\编辑于星期二Paine在一个海湾的岩石潮间带研究表明：赭色海星取食石鳖、帽贝、藤壶和龟足，在有海星存在的区域，有30个物种共存，而除去海星的试验区，藤壶很快成为优势种，一年后藤壶又被贻贝和龟足排挤，三年后群落的物种从30个减到8个。现在是31页\一共有36页\编辑于星期二3、竞争对群落结构的影响种间竞争往往出现其在生态位很接近的种类之间，即以同一方式利用相同资源的物种集团。

食物限制种团(food-limitedguild)：竞争的资源主要是食物；

基底限制种团(substrate-limitedguild)：竞争的资源是生存的基底。竞争的作用：竞争导致生态位的分化，降低了竞争紧张度，使群落中更多的物种共存。现在是32页\一共有36页\编辑于星期二多种植物在竞争少数共同需要的资源中是能够共存的。现在是33页\一共有36页\编辑于星期二4、空间异质性对群落结构的影响

空间异质性(spatialheterogeneity)：群落空间环境中各个部分性质不同的程度。非生物环境的空间异质性生物空间异质性