群落生态学

—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—回顾•1、种群的概念•2、种群的统计特征•3、种群的增长•4、种群的动态及调节•5、种群的适应对策•6、种群的相互关系—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering——DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—上篇：环境生态学基础知识1、群落的概念及基本特征2、群落的种类组成3、群落的结构4、影响群落结构的因素5、主要生物群落类型6、生物群落分布规律7、群落的演替四、群落生态学—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—1、群落的概念及基本特征1.1群落的定义在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成，它们之间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。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering——DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—1、群落的概念及基本特征1.2群落的特征(1)具有一定的种类组成：物种数目和个体数量。(2)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)。(3)形成群落环境：定居生物对生活环境的改造结果。(4)具有一定的结构：形态结构、时间结构、营养结构。(5)一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。(6)一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。(7)群落的边界特征：或明确或不明确的边界。(8)群落中各物种不具有同等的群落学重要性—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2、群落的种类组成研究种类组成的意义和方法种类组成的性质分析种类组成的数量特征—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.1研究种类组成的意义及方法2.1.1研究种类组成的意义：种类组成是决定群落性质的重要因素，一个确定的植物群落，总是由一定的种类成分所组成。种类组成是鉴别不同群落类型的基本特征；不同的群落类型必然有不同的种类组成。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.1研究种类组成的意义及方法2.1.2研究种类组成的方法(1)登记种类组成成分：编写包括所有种类的植物名录及其他信息（生活型、生态类型、地理成分等）。(2)选择样地：选择典型地段，即能够反映植物群落特征的地段，只代表群落的基本特征不是全部面积。选择要求：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。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.1研究种类组成的意义及方法组成群落的物种越丰富，该群落调查取样的最小面积相应也越大。如西双版纳热带雨林取样的最小面积为2500m2，北方针叶林为400m2，落叶阔叶林为100m2，灌丛草原为25～100m2，草原为1～4m2。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.2种类组成的性质分析2.2.1、植物区系学分析从分类学和区系学角度出发，可以划分出区系成分。植物区系：一个地区所生长或生活的全部植物种类的总体就是该地区的植物区系。种类组成的统计分析：对群落中所有植物的科、属、种进行统计分析，其结果可列成植物名录和科属组成表。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.2种类组成的性质分析2.2.2、生态成分分析•从生物有机体对其周围环境适应性出发，划分出生态成分：生态类型（根据光、水、温度、土壤等因子划分分析）和生活型。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.2种类组成的性质分析2.2.3、群落成员型分析从物种在群落中所起的作用出发，根据个体数量的多少和所起的作用的大小划分：•优势种:对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物成为优势种.•群落的不同层次可有各自的优势种，比如森林群落中，乔木层、灌木层、草本层和地被层分别存在各自的优势种。•建群种:优势层中的优势种.—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering——DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.2种类组成的性质分析应该强调，生态学上的优势种对整个群落具有控制性影响，如果把群落中的优势种去除，必然导致群落性质和环境的变化；但若把非优势种去除，只会发生较小的或不显著的变化。因此，不仅要保护那些珍稀濒危植物，而且也要保护那些建群植物和优势植物，它们对生态系统的稳定起着举足轻重的作用。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.2种类组成的性质分析•亚优势种：指个体数量与作用都次于优势种，但在决定群落环境方面仍起着一定作用的种类。在复层群落中，它通常居于下层。•伴生种：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。偶见种：那些在群落中出现频率很低的种类，多半是由于群落本身稀少的缘故。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—注意：同一物种可以出现在不同的群落中，在不同的群落中所起的作用大小不同，即同一物种在不同群落中可以以不同的群落成员型出现。例如，在内蒙古高原中部排水良好的壤质栗钙土上，针茅是建群种，而羊草是亚优势种或伴生种；但在地形略为低凹，有地表迳流补给的地方，羊草则是建群种，针茅退居次要。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.3种类组成的数量特征2.3.1数量特征—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—（1）个体数量指标多度对物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群落野外调查。国内多采用Drude的七级制多度，即：Soe(Sociales)极多，植物地上部分郁闭Cop(Copiosae)3数量很多Cop2数量多Cop1数量尚多Sp(Sparsal)数量不多而分散Sol(Solitariae)数量很少而稀疏Un(Unicum)个别或单株—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—密度：单位面积或单位空间内的个体数。–相对密度：某一物种的个体数占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。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—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。。–基盖度（纯盖度）：植物基部实际所占的面积。–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。常按包含该种个体的样方数占全部样方数的百分比来计算。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering——DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—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占全部物种重量的百分比。体积：生物所占空间大小的度量。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—（2）综合数量指标优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。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％。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—2.3.2物种多样性•物种多样性：由物种数目和均匀度决定的。–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。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—•物种多样性包括两种涵义：一是群落所含有的物种数目的多寡，即种的丰富度；二是种的均匀度，是指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况。群落所含的种数越多，群落的多样性就越高；群落中各个种的相对密度越均匀，群落的异质性程度就越大，群落的多样性就越高。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—物种多样测定—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—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—物种多样测定—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—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—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物种多样性随海拔增加而逐渐降低。在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—决定多样性梯度的因素：•(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•7种学说,包括6个因素，即时间、空间、气候、竞争、捕食和生产力。这些因素可能同时影响群落的物种多样性，并且彼此之间相互作用。—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—生物多样性的价值•直接价值（1）生物多样性为人类提供了基本生存所需的物质基础–食物–医药–能源–工业原料（2）生物多样性是旅游业和娱乐的主要资源（3）提供原始基因库•间接价值（1）影响环境–固定太阳能–调节水文学过程–防止水土流失–调节气候–吸收和分解污染物–储存营养元素并促进养分循环–维持进化及保持环境的自然平衡（2）科学价值（3）国家安全（4）社会、经济价值（5）生物多样性的伦理价值（6）生物多样性的哲学价值生物多样性保护—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—3、群落的结构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—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—3.1群落的结构单元生活型层片•群落结构是指群落内的所有