6群落的组成与结构-生态学

2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-1第六章生物群落的组成与结构§1生物群落的基本概念§2群落结构§3影响群落结构的因素参考文献思考题2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-2§1生物群落的基本概念生物群落的定义群落的基本特征群落的性质2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-3生物群落的定义群落（community）:特定空间或特定生境下，生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有特定的形态结构与营养结构，执行一定的功能，这种多种群的集合称群落。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-4群落的基本特征具有一定的种类组成：物种数和个体数。不同物种之间的相互影响：必须共同适应它们所处的无机环境；它们内部的相互关系必须取得协调和发展(种群构成群落的二个条件)。形成群落环境：定居生物对生活环境的改造结果。具有一定的结构：形态结构、生态结构、营养结构。一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。群落的边界特特征：或明确或不明确的边界。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-5群落的性质机体论学派(organismicschool)群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。个体论学派(individualisticschool)群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。密度密度环境梯度环境梯度ABCDABCD2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-6§2群落结构群落的生物结构群落的物理结构群落的时间结构2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-7群落的生物结构种类组成的性质分析种类组成的数量特征种的多样性种间关联2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-8种类组成的性质分析优势种和建群种:对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种（dominantspecies），对于植物群落来说，它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、生活能力强，即优势度较大的种；植物群落中，处于优势层的优势种称建群种（constructivespecies）。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物种。伴生种（companionspecies）：为群落的常见物种，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。偶见种或罕见种(rarespecies)：是那些在群落中出现频率很低的种类，往往是由于种群自身数量稀少的缘故。偶见种可能是偶然的机会由人带入、或伴随着某种条件改变而侵入，也可能是衰退中的残遗种。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-9种类组成的数量特征单个数量指标综合数量指标2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-10单个数量指标多度：对物种个体数目多少的一种估测指标。密度：单位面积或单位空间内的个体数。相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。密度比：某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比。盖度：指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。分种盖度（分盖度）、层盖度（种组盖度）、总盖度（群落盖度）基盖度：植物基部的覆盖面积。相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。频度：某个物种在调查范围内出现的频率。高度和高度比：某种植物高度占最高物种的高度的百分比。重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量点全部物种重量的百分比。体积：胸高断面积、树高、形数（可查获）三者的乘积。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-11综合数量指标优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。定义和计算方法不统一。重要值：相对密度＋相对频度＋相对优势度（相对基盖度）。综合优势比：在密度比、盖度比、频度比高度比和重量比中取任意二项求其平均值，再乘100％。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-12种的多样性物种多样性：由物种数目和相对多度决定的。物种丰富度(speciesrichness):指一群落或生境中物种数目的多寡。物种均匀度(speciesevenness):指一群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，反映各物种个体数目的分配均匀程度。物种多样性的测度丰富度指数多样性指数物种多样性类型物种多样性梯度决定多样性梯度的因素2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-13物种多样测度—丰富度指数Gleason指数Margalef指数D=（S-1）／lnAD=(S-1)／lnN单位面积群落中物种数目观察到的个体总数群落中总物种数目2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-14物种多样测度—多样性指数辛普生多样性指数(Simpson’sdiversityindex)香农－威纳指数(Shannon-Wienerindex)D=1-∑PiH′=-∑Pilog2Pi属于种i的个体在全部个体中的比例多样性指数第i个物种属于种i的个体在全部个体中的比例多样性指数2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-15物种多样测度--物种均匀性指数均匀度不均匀性E=H′／H′maxR=(H′max-H′)／(H′max-H′min)实际的种类多样性最大均匀条件下的种类多样性（logeS）H′max=-s(1/sloge1/s)=loges群落中的最大物种数H′min=-S/SlogeS/S)=0=1-H′／H′max2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-16假设的森林群落的物种多样性--群落ASpNPilogepipilogepi1210.84-0.174-0.146210.04-3.219-0.129310.04-3.219-0.129410.04-3.219-0.129510.04-3.219-0.129Total251.00-0.662H′=-∑PilogePi=0.662E=H′／H′max＝0.662/3.219=0.2062020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-17假设的森林群落的物种多样性--群落BSpNPilogepipilogepi150.20-1.609-0.322250.20-1.609-0.322350.20-1.609-0.322450.20-1.609-0.322550.20-1.609-0.322Total251.00-1.610H′=-∑PilogePi=1.610E=H′／H′max＝1.610/3.219=0.5002020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-18物种均匀度--物种等级-多度曲线00.10.20.30.40.50.60.70.80.912345群落A群落BPi多度等级2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-19物种多样性类型α多样性：栖息地或群落中的物种多样，测度群落内的物种多样性。β多样性：测度区域尺度上物种组成沿着某个梯度方向从一个群落到另一个群落的变化率。γ多样性：测度最大地理尺度上的多样性，体现一个地区或许多地区内穿过一系列群落的物种多样性总和。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-20物种多样性梯度多样性随纬度的变化从热带到两极随纬度的增加，物种多样性有逐渐减少的趋势。多样性随海拔高度的变化在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-21决定多样性梯度的因素进化时间学说生态时间学说空间异质性学说气候稳定学说竞争学说捕食学说生产力学说2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-22种间关联V=(ad-bc)/[(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)]1/2种A种B＋－＋aba+b＿cdc+da+cb+dnχ2=n(ad-bc)2/[(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)]1/22020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-23群落中多种对之间的关联：常利用各种相关系数、距离系数或信息指数来叙述一个种的数量指标对另一个种或某一环境因子定量值的关系2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-24群落的物理结构群落的结构单元群落的垂直结构群落的水平结构群落的交错区与边缘效应2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-25群落的结构单元生活型层片2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-26植物的生活型生活型（lifeform）：是生物对综合环境条件长期适应的外部表现形式，是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果。同一生活型的植物表示它们对环境的适应途径和适应方法相同或相似。亲缘关系很近的植物却可属于不同的生活型，这是生物之间趋同适应的结果，深刻地反映了生物和环境之间的关系。植物的生活型类型（Raunkiaer生活型系统）：高位芽植物：休眠芽位于距地面25cm以上。地上芽植物：更新芽位于土壤表面之上，25之下，多为半灌木或草本植物。地面芽植物：又称浅地下芽植物或半隐芽植物，更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全枯死，即为多年生草本植物。隐芽植物：更新芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。一年生植物：以种子越冬。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-27一年生植物2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-28植物的生长型生长型（growthform）:根据植物的可见结构分成的不同类群。生长型反映植物生活的环境条件，相同的环境条件具有相似的生长型，是趋同适应的结果。陆生植物大体可分为以下5种主要生长型：树木：在都是高达3m以上的高大木本植物。藤本植物：木本攀缘植物或藤本植物。灌木：是较小的木本植物，通常高不及3m。附生植物：地上部分完全依附在其他植物体上。草本植物：没有多年生的地上木质茎，包括蕨类、禾草类和阔叶草本植物。藻菌植物：包括地衣、苔藓等低等植物。生态等值种（ecologicalequivalents）：由于趋同进化而具有相同形态结构特征（如植物的生长型）的物种。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-29层片层片的概念是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。分三级：第一级层片是同种的个体组合；第二级层片是同一生活型的不同植物的组合；第三级层片是不同生活不同种类植物的组合。层片的层的区别层可能属于一个层片，也可能属于不同的层片；由于一个层的类型可由若干生活型的植物所组成，因此，层片的范围比层的窄。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-30最佳叶子大小：就是根据经济学上收益－成本分析方法，以平衡蒸腾失水的植物根吸水量作为成本，以光合收益高低作为收益，从这两个参量随叶子增大而变化的相互关系中，求得收益与成本相差最大时的叶子大小。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-31荒漠和热带旱生林植物热带雨林植物2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-32叶面积指数leafareaindexLAI是群落结构的一个重要指标，和群落的功能有直接的关系LAI=总叶面积（单面计算）单位土地面积2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-33层片的基本特征：属于同一层片的植物是同一生活型类别，但同一生活型的植物种只有其个体数量相当多，而且相互之间存在着一定的联系时才能组成层片；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了群落环境；每个层片在群落中占据着一定的空间和时间，而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结果特征。2020/1/12南京信息工程大学·《生态学》6-34群落