群落生態(tài)課件

第五章群落生態(tài)學(xué)群落群落的組群落的動(dòng)態(tài)群落的分類和排序第一節(jié)群落的組成與結(jié)構(gòu)生物群落的概念群落的種類組成影響群落結(jié)構(gòu)的因素群落的結(jié)構(gòu)群落的組成與結(jié)構(gòu)西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室一、生物群落的概念1.1生物群落是在相同時(shí)間聚集在同一地段上的各物種種群的集合。首先是強(qiáng)調(diào)時(shí)間的概念，其次是相同的地段。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室1.3對(duì)群落性質(zhì)的兩種對(duì)立觀點(diǎn)機(jī)體論學(xué)派

代表人物美國生態(tài)學(xué)家Clements（1916，1928）他將植物群落比擬為一個(gè)生物有機(jī)體，認(rèn)為任何一個(gè)植物群落都要經(jīng)歷一個(gè)從先鋒階段到相對(duì)穩(wěn)定的頂級(jí)階段的演替過程個(gè)體論學(xué)派

代表人物H.A.Gleason

他認(rèn)為環(huán)境的連續(xù)變化無法劃分出一個(gè)個(gè)獨(dú)立的群落實(shí)體，只是為了研究方便而抽象出來的一個(gè)概念西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室二、群落的種類組成種類組成的性質(zhì)分析種的多樣性解釋物種多樣性空間變化規(guī)律的各種學(xué)說種類組成的數(shù)量特征物種多樣性在空間上的變化規(guī)律種間關(guān)聯(lián)種類組成西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室

最小面積，是指基本上能夠表現(xiàn)出某群落類型植物種類的最小面積。植物群落研究中常用的群落成員型有：

1、優(yōu)勢種，它們通常個(gè)體數(shù)量多、投影蓋度大、生物量高、體積較大、生活能力較強(qiáng)。優(yōu)勢層中的優(yōu)勢種常稱為建群種。2、亞優(yōu)勢種，個(gè)體數(shù)量與作用都次于優(yōu)勢種，但在據(jù)頂群落性質(zhì)和控制群落換幾個(gè)方面仍起著一定作用的植物種。3、伴生種，為群落的常見種類，與優(yōu)勢種相伴存在，不起主要作用。

4、偶見種，在群落中出現(xiàn)頻率很低，個(gè)體數(shù)量也十分稀少。2.1種類組成的性質(zhì)分析西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.3種的多樣性物種多樣性具有兩種涵義：一是種的數(shù)目或豐富度，它指一個(gè)群落或生境中物種數(shù)目的多寡。二是種的均勻度，它指一個(gè)群落或生境中全部物種個(gè)體數(shù)目的分配狀況。它反應(yīng)的是各物種個(gè)體數(shù)目分配的均勻程度。多樣性指數(shù)是反映豐富度和均勻度的綜合指標(biāo)：1.辛普森多樣性指數(shù)隨機(jī)抽取兩個(gè)個(gè)體，他們是一個(gè)種的概率。2.香農(nóng)—威納指數(shù)描述種的個(gè)體出現(xiàn)的紊亂和不確定性。不確定性越高，多樣性也就越高。公式如下：D=1-H=-log2西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.4物種多樣性在空間

上的變化規(guī)律2.4.1多樣性隨緯度的變化

物種多樣性隨緯度增高有逐漸降低的趨勢。2.4.2多樣性隨海拔的變化

物種多樣性隨海拔升高而逐漸降低2.4.3多樣性在水體中的變化

物種多樣性隨深度的增加有降低的趨勢。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.5解釋物種多樣性間變

化規(guī)律的各種學(xué)說進(jìn)化時(shí)間學(xué)說空間異質(zhì)性學(xué)說競爭學(xué)說生產(chǎn)力學(xué)說生態(tài)時(shí)間學(xué)說氣候穩(wěn)定學(xué)說捕食學(xué)說西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室三、群落的結(jié)構(gòu)群落的結(jié)構(gòu)群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)群落的垂直結(jié)構(gòu)群落的水平結(jié)構(gòu)群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室3.1群落的結(jié)構(gòu)單元群落的空間結(jié)構(gòu)取決于兩個(gè)要素，即群落中各物種的生活型及相同生活型的物種所組成的層片，它們可看作是群落的結(jié)構(gòu)單元。1、生活型：是生物對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)的外部表現(xiàn)形式。2、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。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室3.2群落的垂直結(jié)構(gòu)群落的垂直結(jié)構(gòu)最直觀的就是它的成層性。成層現(xiàn)象是群落中各種群之間以及種群與環(huán)境之間相互競爭和相互選擇的結(jié)果。緩解了植物之間爭奪陽光、空間、水分、礦物質(zhì)的矛盾。生物群落中動(dòng)物的分層現(xiàn)象也很普遍。如在歐亞大陸北方針葉林區(qū)，地被層和草本層中棲息著兩棲類、爬行類，灌木層和幼林層棲息著葦鶯、花鼠，中層棲息著山雀，啄木鳥，林冠層棲息著柳鶯和戴菊。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室3.4群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)不同植物種類的生命活動(dòng)在時(shí)間上的差異，就導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)部分在時(shí)間上的相互更替，形成了群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)。春季秋季西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室3.5群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)群落交錯(cuò)區(qū)：又稱生態(tài)交錯(cuò)區(qū)或生態(tài)過渡帶，是兩個(gè)或多個(gè)群落之間的過渡區(qū)域。群落交錯(cuò)區(qū)種的數(shù)目及一些中的密度增大的趨勢被稱為邊緣效應(yīng)。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室四、影響群落結(jié)構(gòu)的因素空間異質(zhì)性生物因素干擾一個(gè)物種豐富度的簡單模型島嶼平衡說和非平衡說西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室4.2干擾對(duì)群落結(jié)構(gòu)的影響干擾是自然界的普遍現(xiàn)象，是指平靜的中斷，對(duì)正常過程的打擾和妨礙。干擾與結(jié)構(gòu)斷層：干擾造成連續(xù)群落中的斷層是非常普遍的現(xiàn)象。干擾理論與生態(tài)管理：干擾理論對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域有重要價(jià)值，中度干擾能增加多樣性。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室4.3空間異質(zhì)性與群落結(jié)構(gòu)空間異質(zhì)性：群落環(huán)境不是均勻一致的?？臻g異質(zhì)性程度越高，意味著有更加多樣的小生境，能允許更多的物種生存。1、非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性2、植物空間異質(zhì)性西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室4.4島嶼與群落結(jié)構(gòu)4.1海島的物種數(shù)-面積關(guān)系:S=CAz或lgS=lgC+Z(lgA)4.2MacArthur的平衡學(xué)說4.3島嶼和集合種群4.4島嶼群落的進(jìn)化4.5島嶼生態(tài)與自然保護(hù)西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室4.6平衡說和非平衡說對(duì)群落結(jié)構(gòu)形成的看法有兩種對(duì)立的觀點(diǎn)，即平衡說和非平衡說。平衡說認(rèn)為，共同生活在同一群落中的物種處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。非平衡說認(rèn)為，組成群落的物種始終處在不斷變化之中，自然界中群落不存在全局穩(wěn)定性，有的只是群落的抵抗性和恢復(fù)性。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室第二節(jié)群落的動(dòng)態(tài)演替的概念控制演替的幾種主要因素演替方向演替過程的理論模型演替頂極學(xué)說群落的動(dòng)態(tài)生物群落的內(nèi)部動(dòng)態(tài)生物群落的演替演替系列演替的類型西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.2演替的類型按照演替發(fā)生的時(shí)間進(jìn)程可分為快速演替、長期演替、世紀(jì)演替按照引起演替的主導(dǎo)因素劃分為群落發(fā)生演替、內(nèi)因生態(tài)演替、外因生態(tài)演替按照基質(zhì)的性質(zhì)劃分為水生基質(zhì)演替系列、旱生基質(zhì)演替系列按照群落代謝特征劃分為自養(yǎng)性演替、異養(yǎng)性演替我國植物生態(tài)學(xué)家劉慎諤把演替劃分為時(shí)間演替、空間演替、植被類型發(fā)生演替西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.3演替系列生物群落的演替過程，從植物的定居開始，到形成穩(wěn)定的植物群落為止，這個(gè)過程叫做演替系列。1.水生演替系列

自由漂浮植物階段----沉水植物階段----浮葉根生植物階段----直立水生植物階段----濕生草本植物階段----木本植物階段2.旱生演替系列地衣植物群落階段----苔蘚植物群落階段----草本植物群落階段----灌木群落階段----喬木群落階段西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.4控制演替的幾種主要因素環(huán)境不斷變化。植物繁殖體的散布即植物本身不斷進(jìn)行繁殖和遷移。植物之間直接或間接的相互作用，使種間關(guān)系不斷發(fā)生變化。在群落的種類組成中，新的植物分類單位不斷發(fā)生。人類活動(dòng)的影響，在目前起著巨大的作用。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.5演替方向生物群落的演替方向可分為：進(jìn)展演替和逆行演替進(jìn)展演替是指隨著演替的進(jìn)行，生物群落的結(jié)構(gòu)和種類成分由簡單到復(fù)雜；群落對(duì)環(huán)境的利用由不充分到充分；群落生產(chǎn)力由低到高；群落逐漸為中生化；群落對(duì)外界環(huán)境的改造逐漸強(qiáng)烈。逆行演替的進(jìn)程與進(jìn)展演替相反，它導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)簡單化，不能充分利用環(huán)境，生產(chǎn)力降低，旱生化，對(duì)環(huán)境的改造輕微。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.6演替過程的理論模型在群落演替研究過程中，存在兩種不同的觀點(diǎn)。一是經(jīng)典演替觀，二是個(gè)體論演替觀。經(jīng)典演替觀的兩個(gè)基本觀點(diǎn)1、每一演替階段的群落明顯不同于下一個(gè)階段的群落2、前一階段群落中物種的活動(dòng)促進(jìn)了下一階段物種的建立個(gè)體論演替模型1、促進(jìn)模型2、抑制模型3、耐受模型此外還有適應(yīng)對(duì)策演替理論，資源比率理論，等級(jí)演替理論西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室2.7演替頂極學(xué)說演替頂極是指每一個(gè)演替系列都是由先鋒階段開始，經(jīng)過不同的演替階段，到達(dá)中生狀態(tài)的最終演替階段。1、單元頂極論認(rèn)為在任何一個(gè)地區(qū)，一般的演替系列的終點(diǎn)取決于該地區(qū)的氣候性質(zhì)。2、多元頂極論

認(rèn)為如果一個(gè)群落在某種生境中基本穩(wěn)定，能自行繁殖并結(jié)束它的演替過程，就可看作是頂極群落。3、頂極—格局假說

認(rèn)為在任何一個(gè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境因子都是連續(xù)變化的，隨著環(huán)境梯度的變化，各種類型的頂級(jí)群落不是截然呈離散狀態(tài)，而是連續(xù)變化的，因而形成連續(xù)的頂級(jí)類型，構(gòu)成一個(gè)頂級(jí)群落連續(xù)變化的格局西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室第三節(jié)群落的分類與排序類型概念分類與排序植物群落的命名法瑞學(xué)派和英美學(xué)派的群落分類簡介分類的單位群落的數(shù)量分類分類排序西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室一、群落分類群落分類的兩種觀點(diǎn)：機(jī)體論：認(rèn)為群落類型是自然單位，它們和有機(jī)體一樣具有明顯的邊界，而且與其他群落是間斷的，可分的，因此可以像物種那樣進(jìn)行分類。個(gè)體論：認(rèn)為群落是連續(xù)的，沒有明確的邊界，它不過是不同種群的組合，而種群是獨(dú)立的。西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院生態(tài)研究室1.1分類的單位植物群落分類的基本單位是群叢，此外，群系、植被型也是植物群落分類的單位。1.2植物群落的命名群叢的命名方法：我國習(xí)慣采用聯(lián)名法，即將各個(gè)層中的建群種或優(yōu)勢種和生態(tài)指示種的學(xué)名按順序排列。1.3群落分類簡介法瑞學(xué)派，提出了一個(gè)植物區(qū)系—結(jié)