生態(tài)學(xué)第6章群落學(xué)課件

第6章群落生態(tài)學(xué)第1節(jié)群落的組成與結(jié)構(gòu)沈顯生中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院主要內(nèi)容一、生物群落的概念二、群落的種類組成三、群落的結(jié)構(gòu)四、影響群落結(jié)構(gòu)的因素一、生物群落的概念生物群落Bio-community——在一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi)，由各種生物種群組成的集合體。生物群落——包括動(dòng)物群落、植物群落、微生物群落。一般的研究多屬于植物群落。秦嶺佛坪自然保護(hù)區(qū)科大探險(xiǎn)隊(duì)2004年8月秦嶺佛坪自然保護(hù)區(qū)科大探險(xiǎn)隊(duì)2004年8月秦嶺佛坪自然保護(hù)區(qū)科大探險(xiǎn)隊(duì)2004年8月草甸凍原植被凍原植被群落的基本特征1、具一定的種類組成（物種多樣性）；2、具形態(tài)結(jié)構(gòu)（物理結(jié)構(gòu)）、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)（營養(yǎng)關(guān)系）、生態(tài)結(jié)構(gòu)（生活型）、季相；3、形成群落環(huán)境（外部、內(nèi)部）；4、種群間相互影響（競爭、生態(tài)位）；5、具動(dòng)態(tài)發(fā)育特征；6、具分布規(guī)律（水、熱）和特定范圍（植被帶）；7、應(yīng)該有明顯的邊界特征？

群落community與植被Vegetation???群落是有機(jī)組成的客觀實(shí)體？有機(jī)論學(xué)派——是客觀存在的、有組織結(jié)構(gòu)的、有發(fā)生-發(fā)展-成熟-死亡過程，是像有機(jī)體一樣的自然單元。個(gè)體論學(xué)派——群落結(jié)構(gòu)是松散的，內(nèi)部是連續(xù)變化的，沒有明顯邊界的，是人為劃分的非自然單元。二、群落的種類組成群落分析方法樣地——在群落內(nèi)部比較典型的自然地段。樣方——能夠反映群落組成的最小面積。最小樣方：（亞熱帶）森林喬木層10x10m2灌木層4x4m2草本層1x1m2北方針葉林400m2

雨林2500

m2最小樣方-面積曲線和巢式樣方法ns12345冗（rong）余種——在群落調(diào)查中，樣方統(tǒng)計(jì)遺漏的物種。Abundanceanddensityofcommunity多度（豐富度）——樣地內(nèi)各物種個(gè)體數(shù)量的對(duì)比關(guān)系。（目測(cè)法，直接計(jì)數(shù)）密度——單位面積（體積）內(nèi)各物種個(gè)體的數(shù)量。（通過樣方）相對(duì)密度——樣地內(nèi)，某物種的個(gè)體數(shù)占全部物種個(gè)體數(shù)的%。（需要多個(gè)樣方調(diào)查）密度比——樣地內(nèi)，某個(gè)種的密度占密度最大的物種密度的%。密度與株距密度D=N/S(N數(shù)量；S面積)密度的倒數(shù)是單株所占面積a=1/D平均株距L：L=S/N-d(d樹干的直徑)因?yàn)閍=S/Na=L.LaLdCoverageofcommunity蓋度——群落、層冠、個(gè)體對(duì)地表的覆蓋面積。群落學(xué)——總蓋度——層蓋度——種蓋度個(gè)體分析——投影蓋度--基蓋度（草2.5cm；喬木1.3m；灌木無）基蓋度稱為顯著度Frequency&LawofFrequency頻度F=某種所出現(xiàn)的樣方數(shù)占群落樣方總數(shù)的%。頻度定律：A>B>C>=

<D<ERaunkiaer(丹)做50個(gè)樣方，調(diào)查出80種植物。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)：F值1-20%=A;21-40%=B;41-60%=C;61-80%=D;81-100%=E.解釋：（1）A級(jí)頻度最小，該級(jí)大，說明物種豐富；（2）E級(jí)頻度最大，該級(jí)大，說明是共優(yōu)勢(shì)種；（3）B、C、D是伴生種，如果數(shù)值大，說明組成不均勻。頻度與密度的關(guān)系頻度與密度是2個(gè)不同的概念，其關(guān)系取決于分布格局：當(dāng)密度大時(shí)，且均勻，頻度大；當(dāng)密度大時(shí)，但成塊狀分布，頻度??；當(dāng)密度中等大時(shí)，且均勻，頻度大；當(dāng)密度小時(shí)，頻度小。ImportantValue重要值——研究某種群在群落中的綜合指標(biāo)，將3-5項(xiàng)單項(xiàng)指標(biāo)換算成相對(duì)值，累計(jì)后除以項(xiàng)數(shù)。I.V.=相對(duì)密度+相對(duì)頻度+相對(duì)顯著度+相對(duì)蓋度+相對(duì)高度……/n優(yōu)勢(shì)種的林木圖解——1930，H.J.LutzOA——相對(duì)多度OB——相對(duì)頻度OC——相對(duì)顯著度OD——相對(duì)蓋度或等級(jí)度：ABCDO黃山松化香樹優(yōu)勢(shì)種與建群種優(yōu)勢(shì)種——指群落各層中數(shù)量多、體積大、蓋度大的種群。建群種——對(duì)群落的結(jié)構(gòu)和環(huán)境起決定作用的種群，或稱關(guān)鍵種。（海星——貽貝；龍蝦——球海膽——海藻）優(yōu)勢(shì)種不一定是建群種；建群種則是優(yōu)勢(shì)種。物種的多樣性生物多樣性——在一定地域或空間范圍內(nèi)，生物種類數(shù)量和環(huán)境的多樣化程度。（3個(gè)層次：物種的；遺傳的；生態(tài)系統(tǒng)的）群落的物種多樣性——是指群落中物種的大小、密度、分布格局的綜合特征。（包括物種的豐富度和均勻度的綜合指標(biāo)。例如：99+1；50+50）相對(duì)密度和相對(duì)頻度的計(jì)算

例如:在某樣地里做6個(gè)樣方10x10m2.物種名稱各樣方信息密度相對(duì)密度%頻度%相對(duì)頻度%123456黃山松581762710083.3100化香樹25711555.666.780青岡櫟??????27933.333.338.7物種多樣性指數(shù)辛普森指數(shù)：Simpson’sdiversityindexD=1-pi2

香農(nóng)-威納指數(shù)：Shannon-Wiener’sdiversityindexsi=1隨機(jī)取2個(gè)樣品，屬于不同物種的概率=1—隨機(jī)取2個(gè)樣屬于相同物種的概率。

H=-pilog2pisi=1描述某種出現(xiàn)的不確定性，不確定性越高，則多樣性程度高。對(duì)數(shù)的底可以為2，e,10,其單位分別是bit，nit，dit/individual。例如：甲和乙兩個(gè)群落：甲群落有2個(gè)種，個(gè)體數(shù)分別是50：50。而乙群落也是2個(gè)種，個(gè)體數(shù)分別是99：1。Simpson’s指數(shù):當(dāng)50；50時(shí)，D=1-[(0.5)2+(0.5)2]=0.5當(dāng)99：1時(shí)，D=1-[(0.99)2+(0.01)2]=0.02Shannon-Wiener’s指數(shù)：取底為2時(shí)：50：50H甲=-[(0.5)(log20.5)+(0.5)(log20.5)]=1.0bit/indi.99：1H乙=-[(0.99)(log20.99)+(0.01)(log20.01)]=0.81bit/indi.取底為e時(shí)：H甲=0.693nit/indi.H乙=0.036nit/indi.取底為10時(shí)：H甲=0.301dit/indi.H乙=0.024dit/indi.多樣性空間變化及影響因素經(jīng)緯度的變化海拔的變化水體的變化影響因素：時(shí)間、空間、氣候、生產(chǎn)力、競爭、捕食種間關(guān)聯(lián)系數(shù)物種乙物+（有）-（無）種+（有）aba+b甲-（無）cdc+da+cb+dV=

(ad-bc)(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)V=-1----1三、群落的結(jié)構(gòu)（一）垂直結(jié)構(gòu)（物理結(jié)構(gòu)）森林植物群落分4層動(dòng)物群落分層水生生物群落分層冬季夏季深度m水溫C含氧量O2CCO2水溫天堂寨黃山松群落垂直結(jié)構(gòu)（楊方平繪制）（二）群落的水平結(jié)構(gòu)

空間異質(zhì)性——環(huán)境質(zhì)量的不均勻性導(dǎo)致的。群落的鑲嵌性，復(fù)合性。（三）群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)群落的外貌——由群落的建群種所表現(xiàn)出來的物理特征。群落的季相——由于季節(jié)的變化，出來不同的外貌。群落的季節(jié)相貌（季相）（四）群落的生態(tài)結(jié)構(gòu)生活型：是趨同適應(yīng)的結(jié)果。（芽是最敏感的）生活型分類：高位芽植物，地上芽植物，地面芽植物，地下芽植物，一年生植物。生活型譜：海南島雨林：96.88;1.72;0.42;0.98;0寒帶針葉林：25.4;4.4;39.6;26.4;3.2生長型：喬木、灌木、草本、藤本（植物體態(tài)）層片——生態(tài)學(xué)單位，群落中具有相同生活型的物種的集合。層次與層片是不同的概念。最佳葉面積的預(yù)測(cè)S面積光合曲線（收益）耗水曲線（成本）速率收益-成本分析法沃土貧土濕環(huán)境干環(huán)境SS問題：為什么雨林中葉片是上小、下小，中間大？速率速率（五）群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)群落交錯(cuò)區(qū)——兩個(gè)以上的群落相接觸（接壤）的地段，叫生態(tài)交錯(cuò)區(qū)。邊緣效應(yīng)——在群落交錯(cuò)區(qū)，物種數(shù)量和密度往往增大，該現(xiàn)象稱邊緣效應(yīng)。四、影響群落結(jié)構(gòu)的因素1同資源種團(tuán)——等價(jià)