群落的組成與結(jié)構(gòu)教學課件

第一節(jié)生物群落的概念一、生物群落的定義生物群落（bioticcommunity）：特定時間、空間或特定生境下生物種群有規(guī)律的組合，它們之間以及它們與環(huán)境之間彼此影響，相互作用，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行一定的功能。在相同時間聚集在同一地段上的各物種種群的集合。2023/7/291BasicEcology2023/7/292BasicEcology二、群落的基本特征1.

具有一定的種類組成2.

不同物種之間相互影響3.

形成群落環(huán)境4.

具有一定的結(jié)構(gòu)5.

具有一定的動態(tài)特征6.

一定的分布范圍7.

群落的邊界特征8.各物種不具有同等的重要性2023/7/293BasicEcology第二節(jié)群落的種類組成一、群落的最小面積在調(diào)查群落中物種的組成時，在比較均勻的地方圈定一定的面積，登記這一面積中的物種，再順序成倍擴大面積，隨著面積擴大物種隨之增加，當面積擴大到一定程度，物種不再增加或很少增加，這時的面積即為群落的最小面積。從群落的最小面積可知：1組成群落的物種越豐富，群落的最小面積相應也越大；2環(huán)境條件越優(yōu)越，群落的結(jié)構(gòu)越復雜，組成群落的物種也越多。2023/7/294BasicEcology二、種類組成的性質(zhì)分析（以植物群落為例）1.優(yōu)勢種和建群種2.亞優(yōu)勢種3.伴生種4.偶見種或罕見種三、種類組成的數(shù)量特征（一）種的個體數(shù)量1多度、2密度、3蓋度4頻度:頻度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。2023/7/295BasicEcologyRaunkiaer頻度定律(lawoffrequency)：大多數(shù)物種的頻度是不高的，屬于一般分布物種，少數(shù)物種可成為群落的優(yōu)勢種，其頻度是高的。H.A.Gleason(1929)TheSignificanceofRaunkiaer'sLawofFrequency.Ecology10:406-408.

HurstShoemaker.(1935)TestingRaunkiaer'sLawofFrequencyAgainstDistributionofFishesintheStreamsofWayneCounty,Indiana.Ecology,16(4):568-572.ChristenChristensenRaunki?r(1860–1938)2023/7/296BasicEcology5.重要值：綜合數(shù)量指標四、種的多樣性生物多樣性（biodiversity）：生物種的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復雜性。生物多樣性包含有三個水平：遺傳多樣性，物種多樣性，生態(tài)系統(tǒng)多樣性。

1種的多樣性的兩種涵義（1）種的數(shù)目或豐富度；（2）種的均勻度2023/7/297BasicEcology2多樣性的測定多樣性指數(shù)：反映豐富度和均勻度的綜合指標。a辛普森多樣性指數(shù)EdwardH.Simpson(1949)Measurementofdiversity.Nature163:688.(Simpson’sdiversityindex)：在無限大小的群落中，隨機取樣的兩個個體屬于不同種的概率。2023/7/298BasicEcologyb香農(nóng)-威納指數(shù)（Shannon-Weinerindex）：描述種的個體出現(xiàn)的紊亂和不確定性。2023/7/299BasicEcology3多樣性梯度多樣性隨緯度的變化；多樣性隨海拔的變化；多樣性隨水體深度的變化。4、解釋物種多樣性變化的學說時間、空間、氣候、競爭、捕食、生產(chǎn)力2023/7/2910BasicEcology進化時間學說：熱帶群落比較古老，進化時間較長，并且在地質(zhì)年代中環(huán)境條件穩(wěn)定，很少遭受災害性氣候變化，所以群落的多樣性較高。生態(tài)時間學說：考慮時間尺度更短，認為物種的分布區(qū)的擴大也需要一定時間。2023/7/2911BasicEcology空間異質(zhì)性學說：物理環(huán)境越復雜，或空間異質(zhì)性越高，動植物群落的復雜性也越高，物種多樣性也越大。如山區(qū)物種多樣性明顯高于平原；群落中小生境豐富多樣，物種多樣性越高。氣候穩(wěn)定學說：氣候越穩(wěn)定，變化越小，動植物的種類越豐富，在生物進化的地質(zhì)年代中，地球唯有熱帶的氣候可能是最穩(wěn)定的，出現(xiàn)了大量狹生態(tài)位和特化的種類，故物種多樣性高。在高緯度地區(qū)，自然選擇有利于廣適應性的生物。2023/7/2912BasicEcology競爭學說：在氣候溫和而穩(wěn)定的熱帶地區(qū)，生物之間的競爭則成為進化和生態(tài)位分化的主要動力。熱帶地區(qū)生物生態(tài)位極度分化，食性特化。捕食學說：捕食者將被捕食者的種群數(shù)量壓到較低水平，從而減輕了被食者的種間競爭。競爭的減弱允許更多的被食者種的生存。生產(chǎn)力學說：理論上說，如果其他條件相等，群落的生產(chǎn)力越高，生產(chǎn)的食物越多，通過食物網(wǎng)的能流量越大，物種多樣性就越高。但在實際環(huán)境中，要注意初級生產(chǎn)力的可利用程度。2023/7/2913BasicEcology第三節(jié)群落的結(jié)構(gòu)一、群落的結(jié)構(gòu)單元1生活型:生物對外界環(huán)境適應的外部表現(xiàn)形式。丹麥生態(tài)學家饒基耶爾Raunkiaer選擇休眠芽在不良季節(jié)的著生位置作為劃分生活型的標準，把陸生植物劃分為五類生活型：高位芽植物（Phanerophytes）；地上芽植物（Chamaephytes）；地面芽植物（Hemicryptophytes）；隱芽植物（Geophytes）；一年生植物（Therophytes）2023/7/2914BasicEcology2023/7/2915BasicEcology2023/7/2916BasicEcology2023/7/2917BasicEcology2層片：同一群落中同一生活型的所有植物的總和。屬于同一層片的植物是同一個生活型類別。每一個層片在群落中都具有一定的小環(huán)境，不同層片小環(huán)境相互作用的結(jié)果構(gòu)成群落環(huán)境。每一層片在群落都占據(jù)一定的空間和時間，而且層片的時空變化形成了植物群落不同的結(jié)構(gòu)特征。二、群落的垂直結(jié)構(gòu)群落的分層現(xiàn)象，與對光等資源的利用有關(guān)，可以分為光合層和異養(yǎng)層。2023/7/2918BasicEcology群落的分層與資源(光、礦質(zhì)營養(yǎng)、食物等)利用有關(guān)植物群落的成層現(xiàn)象地上成層現(xiàn)象、地下成層現(xiàn)象、層間植物群落中動物的分層現(xiàn)象，主要與食物、微氣候有關(guān)水生群落的分層，主要與光照、溫度、食物和溶氧量有關(guān)挺水草本層、飄浮草本層、水面高草層、沉水漂草層、沉水矮草層、水底層漂浮動物、浮游動物、游泳動物、底棲動物、附底動物、底內(nèi)動物2023/7/2919BasicEcology2023/7/2920BasicEcology2023/7/2921BasicEcology2023/7/2922BasicEcology種名林冠層高于11.6米喬木層5——11.6米灌木層1.3——5米草本層1——1.3米地面林鴿茶腹

青山雀長尾山雀旋木雀煤山雀沼澤山雀大山雀載菊烏鶇紅胸句鳥

鷦鷯333341501223245152522————3342641837510811174107————31196136277815519733252920————2418172081103148932140————69————72——471920櫟林中鳥類在不同層次中的相對密度2023/7/2923BasicEcology三、群落的水平結(jié)構(gòu):：群落的配置狀況或水平格局。鑲嵌性：群落內(nèi)部環(huán)境因子的不均勻性造成小群落群落環(huán)境的異質(zhì)性越高，群落的水平結(jié)構(gòu)就越復雜。受海拔高度影響，植物在山腳闊葉林、山坡混合林，山頂針葉林，這種情況屬于垂直結(jié)構(gòu)分層還是水平結(jié)構(gòu)？2023/7/2924BasicEcology四、群落的時間結(jié)構(gòu)群落結(jié)構(gòu)部分在時間上的相互更替，周期性群落季相：群落優(yōu)勢生活型和層片結(jié)構(gòu)的季節(jié)變化引起的群落外貌隨季節(jié)的變化時間格局：群落的組成與結(jié)構(gòu)也隨時間序列發(fā)生有規(guī)律的變化動物的季節(jié)性變化及動物調(diào)查的季節(jié)性動物的晝夜變化2023/7/2925BasicEcology五、群落交錯區(qū)（ecotone）與邊緣效應(edgeeffect)

群落交錯區(qū)(生態(tài)交錯區(qū)、生態(tài)過渡帶）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)種的數(shù)目及一些種的密度增大的趨勢被稱為邊緣效應。2023/7/2926BasicEcology第四節(jié)影響群落結(jié)構(gòu)的因素一、生物因素：競爭與捕食（一）競爭對群落結(jié)構(gòu)的影響引起種間的生態(tài)位的分化，使群落中物種多樣性增加同資源種團（Guild）：群落中以同一方式利用共同資源、生態(tài)位比較接近的物種集團。等價種關(guān)鍵種2023/7/2927BasicEcology2023/7/2928BasicEcology（二）捕食對群落結(jié)構(gòu)的影響泛化種捕食壓力的加強，將有競爭能力的物種吃掉，使物種多樣性增加捕食壓力過高時，因為需吃一些不適口的物種，物種多樣性降低特化種喜食的是群落的優(yōu)勢種，則捕食可以提高物種多樣性喜食的是競爭上占劣勢的種類，則捕食會降低物種多樣性特化的捕食者，容易控制被食者物種2023/7/2929BasicEcology2023/7/2930BasicEcologyPaineRT.1966.Foodwebcomplexityandspeciesdiversity.AmericanNaturalist100:65-75.引入和去除實驗：頂級食肉動物是決定群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵種

2023/7/2931BasicEcology二、干擾對群落結(jié)構(gòu)的影響1.干擾與群落的斷層2.斷層的抽彩式競爭3.斷層與小演替4.斷層形成的頻率影響物種多樣性中度干擾說TheIntermediateDisturbanceHypothesis(IDH)

：中等程度的干擾水平能維持高多樣性。在一次干擾后少數(shù)先鋒種入侵斷層，如果干擾頻繁，則先鋒種不能發(fā)展到演替中期，使多樣性較低如果干擾間隔時間長，使演替能夠發(fā)展到頂極期，則多樣性也不很高只有在中等程度的干擾，才能使群落多樣性維持最高水平，它允許更多物種入侵和定居2023/7/2932BasicEcology2023/7/2933BasicEcology5.干擾理論與生態(tài)管理三、空間異質(zhì)性與群落結(jié)構(gòu)空間異質(zhì)性的程度越高，物種的多樣性也越高。1.非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性2.植物空間異質(zhì)性2023/7/2934BasicEcology四、島嶼與群落結(jié)構(gòu)1.海島的物種數(shù)與面積關(guān)系廣義的島嶼的概念島嶼效應:島嶼面積越大物種數(shù)越多。S=CAZ

(z=0.24-0.34)2023/7/2935BasicEcology