06群落生态学1

群落（community）生态学生物群落的组成与结构第一节生物群落的概念一、生物群落的定义自然界的植物分布不是杂乱无章的，而是遵循一定的规律有序且协调地生活在一起，构成不同的群落。植物、动物种群都有这种群聚现象。•生物群落（bioticcommunity）：为在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定的功能的生物集合体。也可以说，一个生态系统中具生命的部分即生物群落。•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+微生物群落群落生态学是研究群落与环境相互关系的科学。第一节生物群落的概念二、群落的基本特征（一）具有一定的外貌一个群落中的植物个体，分别处于不同高度和密度，从而决定群落的外部形态。（二）具有一定的种类组成（三）具有一定的群落结构第一节生物群落的概念二、群落的基本特征（四）形成群落环境（五）不同物种之间的相互影响（六）一定的动态特征（七）一定的分布范围（八）群落的边界特征在多数情况下，不同群落之间都存在过渡带，被称为群落交错区，并导致明显的边缘效应。第一节生物群落的概念三、群落的性质（一）机体论观点认为群落像一个有机体一样，有不同生长阶段。（二）个体论观点群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化系列中的一个区段认为不应该将群落与有机体相比拟，群落之间不具有明显的边界，由于环境变化而引起的群落的差异性是连续的。群落并不是一个个分离的有明显边界的实体，多数情况下是在空间和时间上连续的一个系列。1登记种类组成成分：编写包括所有种类植物名录。2选择样地：ⅰ、种的分布要具有均匀性；ⅱ、有层次分布；ⅲ、生境条件（地形、土壤）一致；ⅳ、典型地段（中心），避免过渡地带。群落研究方法概述第二节群落的种类组成3昀小样地面积（表现面积）：至少要求这样大的空间才能包括组成群落的大多数物种。4种－面积曲线：在确定样地昀小面积时，以面积为横坐标，物种数为纵坐标形成的曲线。5样地登记的方法：样方、样带、样线、样圆等。昀小面积确定第二节群落的种类组成一、种类组成的性质分析（一）优势种和建群种优势种（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种。通常个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强。建群种（constructivespecies）：优势层（指乔木层）中的优势种称为建群种。在森林群落中，乔木层中的优势种既是优势种，又是建群种；而灌木层中优势种就不是建群种，原因是灌木层在森林群落中不是优势层。（二）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。第二节群落的种类组成一、种类组成的性质分析（三）伴生种（companionspecies）伴生种为群落常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。（四）偶见种或稀见种（rarespecies）偶见种是那些在群落中出现频率很低的种类，多半是由于种群本身数量稀少的缘故。第二节群落的种类组成二、种类组成的数量特征（一）种的个体数量指标丰富度：一个群落所包含的物种数目。多度：一个种在群落中的个体数量。多度的统计法：一是个体的直接计算法，即“记名计算法”，对树木种类，或者在详细的群落研究中，就常用记名计算法；另一是目测估计法。一般在植物个体数量多而植物体形小的群落（如灌木、草本群落），或者在踏察中，常用目测估计法。目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体的多少。几种常用的多度等级DrudeClementsBraun-BlanquetSoc.极多Dominant优势D5非常多Cop3很多Cop.Cop2多Cop1尚多Abundant丰盛AFrequent常见F4多3较多2较少Sp.少Occasional偶见OSol.稀少Rare稀少r1少Un.个别Veryrare很少Vr+很少第二节群落的种类组成二、种类组成的数量特征（一）种的个体数量指标密度：单位面积上的植物株数。盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比。植物基部覆盖面积称为基盖度，草本植物的基盖度以离地0.03米处的草丛断面积计算，树种的基盖度以某一树种的胸高（离地1.3米）断面积与样地内全部断面积之比来计算，这种基部盖度又称显著度（dominance），有人称之为优势度。第二节群落的种类组成二、种类组成的数量特征（一）种的个体数量指标频度：某个物种在调查范围内出现的频率。其他指标：高度、重量、体积优势度•优势度是确定物种在群落中生态重要性的指标，优势度大的种就是群落中的优势种。•确定植物优势度时，指标主要是种的盖度和密度（密度比+盖度比）/2×100％。•动物一般以个体数或相对多度来表示。重要值森林群落中：重要值（I.V.）=相对密度（%）＋相对频度（%）＋相对显著度（%）草原群落中：重要值（I.V.）=相对密度（%）＋相对频度（%）＋相对盖度（%）•相对密度(%)=某个种的密度/所有种的密度和×100％•相对多度=某个种的个体数/所有种的个体数×100%•相对频度=某个种的频度/所有种的频度×100%•相对盖度（％）＝某个种的盖度/所有种的盖度和×100％•相对显著度=某个种的胸截面积/所有种的胸截面积×100%存在度和恒有度存在度：指一种植物在一个群落中出现的程度P=n/Nn－某种植物出现的群落数N－同一类型群落总数各个群落中的物种，可按其出现的次数比率划分出存在度等级。通常20%为一级，共分五级。存在度大的种类愈多，则各群落的相似程度愈大。恒有度：某物种在各个具有相同面积的群落出现的次数。恒有度可以避免由于取样面积不等而造成的参差不齐。种的多样性1，生物多样性的概念生物多样性：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和生态系统。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三个层次。物种多样性具有两种涵义：•种的数目或丰富度•种的均匀度2，多样性指数•辛普森多样性指数Simpson'sdiversityIndex辛普森多样性指数是基于在一个无限大小的群落中，随机抽取两个个体，它们属于同一物种的概率是多少这样的假设而推导出来的。辛普森多样性指数=随机取样的两个个体属于不同种的概率=1-随机取样的两个个体属于同种的概率假设种i的个体数占群落中总个体的比例为Pi，那么，随机取种i两个个体的联合概率就为Pi2。如果我们将群落中全部种的概率合起来，就可得到辛普森指数，即式中：S为物种数目,Ni为种i的个体数，N为群落中全部物种的个体数。DsisiiiNNP1122)(11•香农-威纳指数Shannon-WienerIndex香农-威纳指数是用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性。不确定性越高，多样性也就越高。其计算公式为：siiiPPH12log式中：S为物种数目Pi为属于种i的个体在全部个体中的比例H为物种的多样性指数。在香农-威纳指数中，包含着两个成分：①种数；②各种间个体分配的均匀性（equiability或evenness）。各种之间，个体分配越均匀，H值就越大。通常多样性测度可以分为三个范畴：α-多样性、β-多样性和γ-多样性。（i）α-多样性是在栖息地或群落中的物种多样性，其计算方法正如上面所叙述的一样。（ii）β-多样性是度量在地区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。它可以定义为沿着某一环境梯度，物种替代的程度或速率、物种周转率、生物变化速度等，β-多样性还反映了不同群落间物种组成的差异，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。测度群落β-多样性的重要意义在于：①它可以反映生境变化的程度或指示生境被物种分割的程度；②β-多样性的高低可以用来比较不同地点的生境多样性；③β-多样性与α-多样性一起构成了群落或生态系统总体多样性或一定地段的生物异质性。（iii）γ-多样性反映的是昀广阔的地理尺度，指一个地区或许多地区内穿过一系列的群落的物种多样性。3,物种多样性在空间上的变化规律•多样性随纬度的变化•多样性随海拔的变化•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4,物种多样性在时间上的变化规律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昀稳定的。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。