生物群落的组成与结构.ppt
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1、第三篇 群落生态学l第一节第一节 生物群落的组成与结构生物群落的组成与结构l第二节第二节 生物群落的动态生物群落的动态第一节第一节 生物群落的组成与结构生物群落的组成与结构l1 生物群落的基本概念生物群落的基本概念l2 群落结构群落结构l3 影响群落结构的因素影响群落结构的因素1 生物群落的基本概念生物群落的基本概念l生物群落的定义生物群落的定义l群落的基本特征群落的基本特征生物群落的定义生物群落的定义l群落(群落(community):特定空间或特定生境下,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
2、定的形环境之间彼此影响,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。种群的集合称群落。群落的基本特征群落的基本特征l具有一定的种类组成:具有一定的种类组成:物种数和个体数。物种数和个体数。l不同物种之间的相互影响:不同物种之间的相互影响:必须共同适应它们所处的无机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环境;它们内部的相互关系必须取得协调和发展(种群构种群构成群落的二个条件成群落的二个条件)。l形成群落环境:形成群落环境:定居生物对生活环境的改造结果。定居生物对生活环境的改造结果。l具有一定
3、的结构:具有一定的结构:形态结构、生态结构、营养结构。形态结构、生态结构、营养结构。l一定的动态特征一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。季节动态、年际动态、演替与演化。l一定的分布范围:一定的分布范围:特定的地段或特定的生境。特定的地段或特定的生境。l群落的边界特特征群落的边界特特征:或明确或不明确的边界。:或明确或不明确的边界。2 群落结构群落结构l群落的生物结构群落的生物结构l群落的物理结构群落的物理结构l群落的时间结构群落的时间结构群落的生物结构l种类组成的性质分析种类组成的性质分析l种类组成的数量特征种类组成的数量特征l种的多样性种的多样性l种间关联种间关联种类组成的性质分
4、析l优势种和建群种优势种和建群种: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制作用的物种称为优势种优势种(dominant species),),对于植对于植物群落来说,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落中,处于优势层的优势种称建群种建群种(constructive species)。)。l亚优势种(亚优势种(subdominant species):指指个体数
5、量与作用都个体数量与作用都次于优势种次于优势种,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。一定作用的物种。l伴生种(伴生种(companion species):):为群落的常见物种,它与为群落的常见物种,它与优势种相伴存在,但不起主要作用。优势种相伴存在,但不起主要作用。l偶见种或罕见种偶见种或罕见种(rare species):是那些在群落中出现频率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,可能是偶然
6、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。也可能是衰退中的残遗种。种类组成的数量特征l单个数量指标单个数量指标l综合数量指标综合数量指标单个数量指标l多度:对物种个体数目多少的一种估测指标。多度:对物种个体数目多少的一种估测指标。l密度:单位面积或单位空间内的个体数。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。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。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。l盖度:指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百
7、分盖度: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)、总盖度比。分种盖度(分盖度)、层盖度(种组盖度)、总盖度(群落盖度)(群落盖度)基盖度:植物基部的覆盖面积。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。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。盖度比:某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。l频度:某个物种在调查范围内出现的频率。频度:某个物种在调查范围内出现的频率。l高度高度和和高度比:某种植物高度占最高物种的高度的百分比。高度比:某种植物高度占最高物种
8、的高度的百分比。l重量和相对重量:单位面积或容积内某一物种的重量点全重量和相对重量: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。部物种重量的百分比。l体积:胸高断面积、树高、形数(可查获)三者的乘积。体积:胸高断面积、树高、形数(可查获)三者的乘积。综合数量指标l优势度:表示一个种在群落中的地位和作用。定优势度: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。义和计算方法不统一。l重要值:相对密度相对频度相对优势度(相重要值:相对密度相对频度相对优势度(相对基盖度)。对基盖度)。l综合优势比:在密度比、盖度比、频度比高度比综合优势比:在密度比、盖度比、频度比高度比和重量比中取任
9、意二项求其平均值,再乘和重量比中取任意二项求其平均值,再乘100。种的多样性l物种多样性:由物种数目和相对多度决定的。物种多样性:由物种数目和相对多度决定的。物种丰富度物种丰富度(species richness):指一群落或生境中物种指一群落或生境中物种数目的多寡。数目的多寡。物种均匀度物种均匀度(species evenness):指一群落或生境中全部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。均匀程度。l物种多样性的测度物种多样性的测度丰富度指数丰富度指数多样性指数多样性指数l物种多样性类型物种多样性类型l
10、物种多样性梯度物种多样性梯度l决定多样性梯度的因素决定多样性梯度的因素物种多样测度丰富度指数lGleason指数指数lMargalef指数指数D=(S-1)lnAD=(S-1)lnN单位面积单位面积群落中物种数目群落中物种数目观察到的个体总数观察到的个体总数群落中总物种数目群落中总物种数目物种多样测度多样性指数l辛普生辛普生多样性指数多样性指数(Simpsons diversity index)l香农威纳指数香农威纳指数(Shannon-Wiener index)D=1-PiH=-Pilog2Pi属于种属于种i 的个体在全部的个体在全部个体中的比例个体中的比例多样性指数多样性指数第第i 个个物
11、种物种属于种属于种i 的个体在全部的个体在全部个体中的比例个体中的比例多样性指数多样性指数物种多样测度-物种均匀性指数l均匀度均匀度l不均匀性不均匀性E=HHmax R=(Hmax-H)(Hmax-H min)实际的种类实际的种类多样性多样性最大均匀条件下的种最大均匀条件下的种类多样性(类多样性(logeS)Hmax=-s(1/s loge 1/s)=loge s群落中的最群落中的最大物种数大物种数Hmin=-S/S loge S/S)=0 =1-H Hmax物种多样性梯度l多样性随纬度的变化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从热带到两极随纬度的增加,物种多样性有
12、逐渐减少的趋势。的趋势。l多样性随海拔高度的变化多样性随海拔高度的变化l在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低决定多样性梯度的因素l进化时间学说进化时间学说l生态时间学说生态时间学说l空间异质性学说空间异质性学说l气候稳定学说气候稳定学说l竞争学说竞争学说l捕食学说捕食学说l生产力学说生产力学说群落的物理结构l群落的结构单元群落的结构单元l群落的垂直结构群落的垂直结构l群落的水平结构群落的水平结构l群落的交错区与边缘效应群落的交错区与边缘效应群落的结构单元l生活型生活型l层片层片植物的生活型l生活型(生活型(life form):):是生物对综合环境条件长
13、期适应的外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。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。的关系。l植物的生活型类型(植物的生活型类型(Raunkiaer 生活型系统生活型系统):):高位芽植物高位芽植物:休眠芽位于距地面:
14、休眠芽位于距地面25cm以上。以上。地上芽植物地上芽植物:更新芽位于土壤表面之上,:更新芽位于土壤表面之上,25之下,多为半灌木或草本之下,多为半灌木或草本植物。植物。地面芽植物地面芽植物:又称浅地下芽植物或半隐芽植物,更新芽位于近地面土: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。层内,冬季地上部分全枯死,即为多年生草本植物。隐芽植物隐芽植物:更新芽位于较深土层中或水中,多为鳞茎类、块茎类和根: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。茎类多年生草本植物或水生植物。一年生植物一年生植物:以种子越冬。:以种
15、子越冬。植物的生长型l生长型(生长型(growth form):根据植物的可见结构分成的不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,是趋同适应的结果件具有相似的生长型,是趋同适应的结果。l陆生植物大体可分为以下陆生植物大体可分为以下5种主要生长型种主要生长型:树木:在都是高达树木:在都是高达3m以上的高大木本植物。以上的高大木本植物。藤本植物:木本攀缘植物或藤本植物。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,通常高不及灌木:是较小的木本植物,通常高不及3m。附生植物:地上部分
16、完全依附在其他植物体上。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。和阔叶草本植物。藻菌植物:包括地衣、苔藓等低等植物。藻菌植物:包括地衣、苔藓等低等植物。q生态等值种(ecological equivalents):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。层片l层片的层片的概念概念是群落的结构单元,具有一定的生态生物学一致性和是群落的结构单元,具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。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
17、片分三级: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。生活不同种类植物的组合。l层片的层的区别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,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。层片的范围比层的窄。群落的垂直结构l植物群落的分层现象植物群落的分层现象陆地群落的分层与光陆地群落的分层与光的利用有关,群落层的利用有关,群落层次主要是由植物的生次主要是由植物的
18、生长型和生活型所决定长型和生活型所决定。l动物群落的分层现象动物群落的分层现象陆地动物群落的分层陆地动物群落的分层主要与食物有关,其主要与食物有关,其次与不同层次的微气次与不同层次的微气候条件有关。候条件有关。l水生群落的分层现象水生群落的分层现象与阳光、温度、食物与阳光、温度、食物和溶氧等因素有关。和溶氧等因素有关。ABCDA草被层;草被层;B灌木层;灌木层;C下木层;下木层;D林冠层林冠层群落的水平结构l植被的镶嵌性的主要决定因素:植被的镶嵌性的主要决定因素:气候影响:微气候、径流气候影响:微气候、径流土壤影响:营养物质、土壤质地、地形特点土壤影响:营养物质、土壤质地、地形特点植物影响:他
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