第八章群落的組成與結(jié)構(gòu)詳解

第八章群落的組成與結(jié)構(gòu)詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有36頁\編輯于星期二優(yōu)選第八章群落的組成與結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是2頁\一共有36頁\編輯于星期二1、生物群落的概念近代植物地理學(xué)創(chuàng)始人AlexanderHumboldt于1807年在《植物地理知識》中，揭示了植物分布與氣候條件之間相互關(guān)系的規(guī)律，并指出每個群落都有其特定的外貌，它是群落對生物因素的綜合反應(yīng)。1890年，植物生態(tài)學(xué)的創(chuàng)始人E．Warming(丹麥人)，《植物生態(tài)學(xué)》將群落定義為“一定的種所組成的天然群聚即群落”。1908年以生態(tài)學(xué)家B．H．cykayeb為代表的俄國學(xué)派；植物群落是“不同植物有機(jī)體的特定結(jié)合，在這種結(jié)合下，存在植物之間以及植物與環(huán)境之間的相互影響”。1911年，V．E．Shelford“具一致的種類組成且外貌一致的生物聚集體”。一、生物群落的概念現(xiàn)在是3頁\一共有36頁\編輯于星期二美國著名生態(tài)學(xué)家E．P．Odum于1957年在他的《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》一書中，除種類組成與外貌一致外，還“具有一定的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和代謝格局”，“它是一個結(jié)構(gòu)單元”，“是生態(tài)系統(tǒng)中具有生命的部分”。生物群落(Bioticcommunity)：在自然界的特定空間和特定時間內(nèi)有一些不同物種種群彼此間相互密切聯(lián)系，相互依賴制約的自然集合體或一個生態(tài)功能單位。1902年，瑞士學(xué)者C．Schroter首次提出了群落生態(tài)學(xué)(synecology)的概念，他認(rèn)為，群落生態(tài)學(xué)是研究群落與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)。1910年，在比利時布魯塞爾召開的第三屆國際植物學(xué)會議上正式?jīng)Q定采納了群落生態(tài)學(xué)這個科學(xué)名稱?，F(xiàn)在是4頁\一共有36頁\編輯于星期二現(xiàn)在是5頁\一共有36頁\編輯于星期二2、群落的基本特征具有一定的種類組成群落中各種物種之間是相互聯(lián)系的群落具有自己的內(nèi)部環(huán)境具有一定的結(jié)構(gòu)具有一定的動態(tài)特征具有一定的分布范圍具有邊界性群落中各物種不具有同等的群落學(xué)重要性現(xiàn)在是6頁\一共有36頁\編輯于星期二3、群落性質(zhì)機(jī)體論學(xué)派：代表人物是美國生態(tài)學(xué)家C1ements，他將植物群落比擬為一個生物有機(jī)體，看成是一個自然單位。他認(rèn)為任何一個植物群落都要經(jīng)歷一個從先鋒階段到相對穩(wěn)定的頂級階段的演替過程。個體論學(xué)派：代表人物之一是H．A．Gleason。因為群落的存在依賴于特定的生境與不同物種的組合，但是環(huán)境條件在空間與時間上都是不斷變化的，故每一個群落都不具有明顯的邊界。環(huán)境的連續(xù)變化使人們無法劃分出一個個獨(dú)立的群落實(shí)體，群落只是科學(xué)家為了研究方便而抽象出來的一個概念?，F(xiàn)在是7頁\一共有36頁\編輯于星期二二、群落的種類組成1、群落組成的性質(zhì)分析群落成員型：優(yōu)勢種(dominantspecies)：優(yōu)勢種是具有控制群落和反映群落特征的種類，其數(shù)量或生物量在群落中所占比例最多。它們對維持群落的穩(wěn)定性有重要作用。常見種(commonspecies)：常見種是在生態(tài)調(diào)查中出現(xiàn)頻率也較高的種類，但其數(shù)量不一定有優(yōu)勢。稀有種(rarespecies)：稀有種（或偶見種）在群落中出現(xiàn)的頻率低，也可能由于某種原因偶爾侵入所調(diào)查的群落中。現(xiàn)在是8頁\一共有36頁\編輯于星期二2、種類組成的數(shù)量特征（1）多度與密度：多度是對植物群落中物種個體數(shù)目多少的一種估測指標(biāo)，多用于植物群落的野外調(diào)查中。目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的標(biāo)淮，我國多采用Drude的七級制多度。密度是單位面積或單位空間上的一個實(shí)測數(shù)據(jù)。相對密度是指樣地內(nèi)某一種植物的個體數(shù)占全部植物種個體數(shù)的百分比。某一物種的密度占群落中密度最高的物種密度的百分比被稱為密度比?，F(xiàn)在是9頁\一共有36頁\編輯于星期二（2）蓋度蓋度是指植物體地上部分的垂直投影面積占樣地面積的百分比，又稱投影蓋度。蓋度是群落結(jié)構(gòu)的一個重要指標(biāo)，因為它不僅反映了植物所占有的水平空間的大小，而且還反映了植物之間的相互關(guān)系。通常以百分比來表示蓋度，而林業(yè)上常用郁閉度表示林木層的蓋度。蓋度可以分為種蓋度(分蓋度)、層蓋度(種組蓋度)、總蓋度(群落蓋度)?；w度是指植物基部的覆蓋面積。對于草原群落，常以離地面1英寸(2.54cm)高度的斷面積計算；而對森林群落，則以樹木胸高(1.3m處)斷面積計算?；w度也稱真蓋度。喬木的基蓋度持稱為顯著度?，F(xiàn)在是10頁\一共有36頁\編輯于星期二（3）頻度頻度（frequency）：是指群落中某種植物出現(xiàn)的樣方數(shù)占整個樣方數(shù)的百分比。Raunkiaer頻度定律：頻度在1％-20％的植物種歸入A級，21％-40％者為B級，41％-60％者為C級，61％-80％者為D級，81％-100％者為E級。現(xiàn)在是11頁\一共有36頁\編輯于星期二按其所占比例的大小，五個頻度級的關(guān)系是：A＞B＞C≥D＜E，這就是Raunkiaer頻度定律。這個定律說明：在一個種類分布比較均勻一致的群落中，居于A級頻度的種類占大多數(shù)，B、C和D級頻度的種類較少，E級額度的植物是群落中的優(yōu)勢種和建群種，其數(shù)目也較多，所以占有的比例也較高。這個規(guī)律符合群落中低頻度種的數(shù)目較高頻度種的數(shù)目多的事實(shí)。事實(shí)證明，Raunkiaer頻度定律基本上適合于任何穩(wěn)定性較高而種類分布比較均勻的群落。群落的均勻性與A級和E級的大小成正比。E級愈高，群落的均勻性愈大；如若B、C、D級的比例增高時，說明群落中種的分布不均勻，一般情況下，暗示著植被分化和演替的趨勢?，F(xiàn)在是12頁\一共有36頁\編輯于星期二（4）重要值重要值(importantvalue)是J.T.Curtis和R.P.McIntosh(1951)在研究森林群落時首次提出的，它是某個種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標(biāo)。計算公式如下：

重要值（I.V.）=相對密度+相對頻度+相對優(yōu)勢度（相對基蓋度）用于草原群落時：

重要值=相對密度+相對頻度+相對蓋度現(xiàn)在是13頁\一共有36頁\編輯于星期二3、種群多樣性分析生物多樣性(biodiversity)是指生物中的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性，它包括植物、動物和微生物的所有種及其組成的群落相生態(tài)系統(tǒng)。生物多樣性可以分為遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個層次。遺傳多樣性指地球上生物個體中所包含的遺傳信息之總和；物種多樣性是指地球上生物有機(jī)體的多樣化；生態(tài)系統(tǒng)多樣性涉及的是生物因中生物群落、生境與生態(tài)過程的多樣化。物種多樣性具有兩種涵義：其一是種的數(shù)目或豐富度，它是指一個群落或生境中物種數(shù)目的多寡；其二是種的均勻度，它是指一個群落或生境中全部物種個體數(shù)目的分配狀況，它反映的是各物種個體數(shù)目分配的均勻程度。現(xiàn)在是14頁\一共有36頁\編輯于星期二（1）Simpson多樣性指數(shù)：Simpson多樣性指數(shù)=隨機(jī)取樣的兩有機(jī)體為不同種的概率=1-取樣的兩有機(jī)體為同種的概率。Pi：種i的個體在群落中的比例，Pi2：隨機(jī)取兩個體為同種概率。Ni為種i的個體數(shù)，N為群落中全部種的個體數(shù)。

現(xiàn)在是15頁\一共有36頁\編輯于星期二（2）Shannon-Weaver多樣性指數(shù)：H'為多樣性指數(shù)；Pi是第i中的個體數(shù)與該樣方總個數(shù)之比值；S為樣方種數(shù)。香農(nóng)—威納指數(shù)包含兩個因素：其一是種類數(shù)目；其二是種類中個體分配上的均勻性。種類數(shù)目越多，多樣性越大；同樣，種類之間個體分配的均勻性增加，也會使多樣性提高?，F(xiàn)在是16頁\一共有36頁\編輯于星期二4、物種多樣性在空間上的變化規(guī)律（1）多樣性隨緯度的變化（2）多樣性隨海拔的變化（3）在海洋或淡水水體，物種多樣性有隨深度增加而降低的趨勢現(xiàn)在是17頁\一共有36頁\編輯于星期二5、解釋物種多樣性空間變化規(guī)律的各種學(xué)說（1）進(jìn)化時間學(xué)說（2）生態(tài)時間學(xué)說（3）空間異質(zhì)性學(xué)說（4）氣候穩(wěn)定學(xué)說（5）競爭學(xué)說（6）捕食學(xué)說（7）生產(chǎn)力學(xué)說現(xiàn)在是18頁\一共有36頁\編輯于星期二6、種間關(guān)聯(lián)在一個群落中，如果兩個種一塊出現(xiàn)的次數(shù)高于期望值，它們就具有正關(guān)聯(lián)。正關(guān)聯(lián)可能是因一個種依賴于另一個種而存在，或兩者受生物的和非生物的環(huán)境因子影響而生長在一起；如果兩個種共同出現(xiàn)的次數(shù)低于期望值，則它們具負(fù)關(guān)聯(lián)。負(fù)關(guān)聯(lián)則是由于空間排擠、競爭、他感作用，或不同的環(huán)境要求而引起。現(xiàn)在是19頁\一共有36頁\編輯于星期二三、群落結(jié)構(gòu)1、群落的結(jié)構(gòu)單元（1）生活型(lifeform)是生物對外界環(huán)境適應(yīng)的外部表現(xiàn)形式，同一生活型的生物，不但體態(tài)相似，而且在適應(yīng)特點(diǎn)上也是相似的。（2）層片(synusia)也是群落結(jié)構(gòu)的基本單位之一，這一術(shù)語最初由瑞典植物學(xué)家H．Gams(1918)提出。層片是指由相同生活型或相似生態(tài)要求的種組成的機(jī)能群落(functionalcommunity)。群落的不同層片是由居于不同生活型的不同種的個體組成?，F(xiàn)在是20頁\一共有36頁\編輯于星期二現(xiàn)在是21頁\一共有36頁\編輯于星期二2、群落的垂直結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是22頁\一共有36頁\編輯于星期二群落成層現(xiàn)象的生態(tài)學(xué)意義：使生物生存在合適的空間，最充分地利用環(huán)境資源。因此，成層結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生物對環(huán)境的利用越充分。同時，通過垂直分布上的差異避免劇烈的種間競爭?，F(xiàn)在是23頁\一共有36頁\編輯于星期二3、群落的水平結(jié)構(gòu)植物群落水平結(jié)構(gòu)的主要特征就是它的鑲嵌性(mosaic)。鑲嵌性是植物個體在水平方向上的分布不均勻造成的，從而形成了許多小群落(microcoense)。小群落的形成是由于生態(tài)因子的不均勻性，如小地形和微地形的變化，土壤濕度和鹽漬化程度的差異，群落內(nèi)部環(huán)境的不一致，動物活動以及人類的影響等等?，F(xiàn)在是24頁\一共有36頁\編輯于星期二4、群落的時間結(jié)構(gòu)

不同植物種類的生命活動在時間上的差異，就導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)部分在時間上的相互更替，形成了群落的時間結(jié)構(gòu)。在某一時期，某些植物種類在群落生命活動中起主要作用；而在另一時期，則是另一些植物種類在群落生命活動中起主要作用。如在早春開花的植物，在早春來臨時開始萌發(fā)、開花、結(jié)實(shí)，到了夏季其生活周期已經(jīng)結(jié)束，而另一些植物種類則達(dá)到生命活動的高峰。所以在一個復(fù)雜的群落中，植物生長、發(fā)育的異時性會很明顯地反映在群落結(jié)構(gòu)的變化上?，F(xiàn)在是25頁\一共有36頁\編輯于星期二5、群落交錯區(qū)和邊緣效應(yīng)

群落交錯區(qū)(ecotone)又稱生態(tài)交錯區(qū)或生態(tài)過渡帶，是兩個或多個群落之間(或生態(tài)地帶之間)的過渡區(qū)域。群落交錯區(qū)是一個交叉地帶或種群競爭的緊張地帶。在這里，群落中種的數(shù)目及一些種群密度比相鄰群落大。群落交錯區(qū)種的數(shù)目及一些種的密度增大的趨勢被稱為邊緣效應(yīng)(edgeeffect)?，F(xiàn)在是26頁\一共有36頁\編輯于星期二四、群落組織——影響群落結(jié)構(gòu)的因素1、捕食作用對群落結(jié)構(gòu)的影響2、關(guān)鍵種對群落結(jié)構(gòu)的影響3、競爭對群落結(jié)構(gòu)的影響4、空間異質(zhì)性對群落結(jié)構(gòu)的影響5、干擾對群落結(jié)構(gòu)的影響6、島嶼與群落結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是27頁\一共有36頁\編輯于星期二1、捕食作用對群落結(jié)構(gòu)的影響（1）捕食者為廣食性：捕食緩和競爭，促使群落多樣性提高。（2）捕食者為選擇性捕食：視捕食對象而異。捕食對象為優(yōu)勢種：捕食使群落多樣性升高；捕食對象為劣勢種：捕食使群落多樣性降低?，F(xiàn)在是28頁\一共有36頁\編輯于星期二潮間帶濱螺是吃多種藻類的捕食者，尤其喜食競爭力強(qiáng)的小型綠藻，這樣，捕食作用的效應(yīng)增加共存藻類的數(shù)目；但如果濱螺的捕食壓力超過一定程度，可能把競爭力弱的藻類也吃掉，則藻類的多樣性又下降?，F(xiàn)在是29頁\一共有36頁\編輯于星期二2、關(guān)鍵種對群落結(jié)構(gòu)的影響關(guān)鍵種與優(yōu)勢種的區(qū)別：關(guān)鍵種(keystonespecies)：群落中有的種類對決定其它大多數(shù)種類在群落中持續(xù)生存的能力具有關(guān)鍵性的作用，稱為關(guān)鍵種。多數(shù)關(guān)鍵種是通過捕食過程對群落組成發(fā)生作用，因此它對維持群落的組成和多樣性具有決定性意義。優(yōu)勢種：是具有控制群落和反映群落特征的種類，其數(shù)量或生物量在群落中所占比例最多。它們對維持群落的穩(wěn)定性有重要作用?，F(xiàn)在是30頁\一共有36頁\編輯于星期二Paine在一個海灣的巖石潮間帶研究表明：赭色海星取食石鱉、帽貝、藤壺和龜足，在有海星存在的區(qū)域，有30個物種共存，而除去海星的試驗區(qū)，藤壺很快成為優(yōu)勢種，一年后藤壺又被貽貝和龜足排擠，三年后群落的物種從30個減到8個?，F(xiàn)在是31頁\一共有36頁\編輯于星期二3、競爭對群落結(jié)構(gòu)的影響種間競爭往往出現(xiàn)其在生態(tài)位很接近的種類之間，即以同一方式利用相同資源的物種集團(tuán)。

食物限制種團(tuán)(food-limitedguild)：競爭的資源主要是食物；

基底限制種團(tuán)(substrate-limitedguild)：競爭的資源是生存的基底。競爭的作用：競爭導(dǎo)致生態(tài)位的分化，降低了競爭緊張度，使群落中更多的物種共存。現(xiàn)在是32頁\一共有36頁\編輯于星期二多種植物在競爭少數(shù)共同需要的資源中是能夠共存的?，F(xiàn)在是33頁\一共有36頁\編輯于星期二4、空間異質(zhì)性對群落結(jié)構(gòu)的影響

空間異質(zhì)性(spatialheterogeneity)：群落空間環(huán)境中各個部分性質(zhì)不同的程度。非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性生物空間異質(zhì)性