群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)課件

第三部分群落生態(tài)學(xué)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)2

生物群落的概念一、群落的概念一般概念在相同時(shí)間聚集在同一地段

上的各物種種群的集合

，包括植物、動(dòng)物和微生物等各分類單元的種群。生態(tài)系統(tǒng)中生物成分的總和。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落具有一定的種類組成群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落內(nèi)各物種相互聯(lián)系群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落具有一定的內(nèi)部環(huán)境群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)超冠層主冠層演替層更新層林下草灌層垂直結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)物種組成結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)群落具有一定的結(jié)構(gòu)特征群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落具有一定的動(dòng)態(tài)特征群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落具有一定的分布范圍群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落具有其邊界特征群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)15

二、群落的基本特征具有一定的種類組成各物種之間是相互聯(lián)系的具有自己的內(nèi)部環(huán)境具有一定的結(jié)構(gòu)具有一定的動(dòng)態(tài)特征具有一定的分布范圍具有邊界特征//群落交錯(cuò)區(qū)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)16

三、群落的性質(zhì)群落是自然界基本的組織單位嗎？群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落性質(zhì)的機(jī)體論(F.E.Clements)群落是和生物體、種群相似的自然單位，是有生命的系統(tǒng)群落演替的定向性相當(dāng)于生物的生活史或生物的發(fā)育，具有機(jī)體特征都要經(jīng)歷從先鋒階段到頂級(jí)階段的演替過(guò)程頂級(jí)群落受破壞后重復(fù)演替過(guò)程達(dá)到頂級(jí)群落階段群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)

群落性質(zhì)的個(gè)體論：(H.A.Gleason)群落是自然界空間和時(shí)間連續(xù)變化系列中的一個(gè)區(qū)段在連續(xù)變化的環(huán)境下，群落組成逐漸變化，群落間無(wú)明顯的邊界群落和物種的關(guān)系不是有機(jī)體和組織器官的關(guān)系群落發(fā)育過(guò)程是物種更替和種群數(shù)量消長(zhǎng)的過(guò)程群落不象有機(jī)體那樣在不同生境下保持繁殖的一致性同一群落類型之間無(wú)遺傳上的聯(lián)系群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)20

8.3群落的種類組成

一、群落最小面積概念：包含組成群落的大多數(shù)物種(95%)的最小面積群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)確定方法－－種面積曲線法序號(hào)新物種新種數(shù)目總種數(shù)/總面積群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)種－面積曲線樣方面積最小面積面積物種數(shù)目將點(diǎn)1（x,y）及點(diǎn)2（1.1x,1.1y）所得直線平行移動(dòng)，直到平行線與種面積曲線相切，切點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的面積即可視為群落最小面積。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)組成群落的物種越豐富，群落的最小面積越大熱帶雨林，50×50㎡常綠闊葉林，20×20㎡針葉林及落葉林，10×10㎡灌叢，5×5或10×10㎡草地，1×1或2×2㎡群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)26

二、群落成員型優(yōu)勢(shì)種(dominantspecies)：對(duì)群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境的形成有明顯控制作用的種類，優(yōu)勢(shì)層中的優(yōu)勢(shì)種稱為建群種

(constructivespecies)亞優(yōu)勢(shì)種(subdominantspecies)：伴生種(companionspecies)：群落中與優(yōu)勢(shì)種相伴存在的常見種類，但不起主要作用偶見種(rarespecies)：出現(xiàn)頻率很低的種類，多由于種群本身數(shù)量稀少的緣故指示種、特征種群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)闊葉紅松林混交林群落的物種（喬木層）：優(yōu)勢(shì)種：紅松、紫椴亞優(yōu)勢(shì)種：水曲柳、胡桃楸、黃波羅、榆伴生種：槭、云冷杉偶見種：落葉松、山楊群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)28

群落成員型的確定－－種類組成的數(shù)量特征多度(abundance)：物種個(gè)體數(shù)目的多少密度(density)：物種在單位面積或空間上的數(shù)量相對(duì)密度：樣地內(nèi)某物種個(gè)體數(shù)占全部物種個(gè)體數(shù)的百分比。密度比：某一物種的密度占群落中密度最高的物種密度的百分比。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)29

幾種常用的多度等級(jí)Drude

Clements

Braun-Blanquet

Soc.

極多

Dominant

優(yōu)勢(shì)

D

5

非常多

Cop.

Cop3

很多

Abundant

豐盛

A

4

多

Cop2

多

3

較多

Cop1

尚多

Frequent

常見

F

2

較少

Sp

少

Occasional

偶見

O

Sol.

稀少

Rare

稀少r1

少

Un.

個(gè)別

Veryrare

很少

Vr

+

很少

群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)30

蓋度(coverage)：植物體地上垂直投影面積占樣地面積的百分比，又稱投影蓋度?；w度：植物基部覆蓋面積占樣地面積的百分比，也稱真蓋度。喬木的基蓋度稱顯著度?？偵w度，層蓋度，種蓋度。森林群落林木層的蓋度稱為郁閉度。相對(duì)蓋度：某一物種的分蓋度占所有分蓋度之和的百分比。蓋度比：某物種分蓋度占群落中最大分蓋度的百分比稱為蓋度比。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)31

投影蓋度和基蓋度群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)32

頻度(frequency)：群落中某種植物出現(xiàn)的樣方數(shù)占整個(gè)樣方數(shù)的百分比。相對(duì)頻度：某物種頻度占所有種頻度和的百分比頻度比：某物種頻度占最大頻度的百分比的頻度＝?群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)Raunkiaer頻度定律：

將物種按20%的頻度等差劃分到A、B、C、D、E五個(gè)頻度等級(jí)中，則群落中屬于各頻度等級(jí)的物種數(shù)目符合A>B>C≥D<E的一般規(guī)律。Raunkiaer頻率定律群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)重要值(importantvalue)IV=相對(duì)密度+相對(duì)頻度+相對(duì)優(yōu)勢(shì)度/相對(duì)蓋度群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)三、群落的物種多樣性生物多樣性：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，包括植物、動(dòng)物和微生物的所有種及其組成的群和系統(tǒng)，包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個(gè)層次。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)物種多樣性：物種的數(shù)目及其相對(duì)多度。含義：豐富度：物種數(shù)目的多寡均勻度：各物種個(gè)體數(shù)目的分配狀況群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)哪個(gè)群落物種多樣性高？

群落1(S=5)群落2(S=5)群落2物種多樣性>群落1群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)39

物種多樣性指數(shù)以Pi代表第i種個(gè)體數(shù)占群落總個(gè)體數(shù)的比例：即：Pi=Ni/N

Simpson物種多樣性指數(shù)：

D=1-ΣPi2

Shannon-Weiner指數(shù)

H=-ΣPilnPiPielou均勻度指數(shù)：E=H/Hmax

Hmax為群落可能的最大多樣性指數(shù)：Hmax=LnS群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)40

多樣性指數(shù)計(jì)算Simpson指數(shù)：D=1-ΣPi2

DA=0DB=1-[(50/100)2+(50/100)2]=0.5000Dc=1-[(99/100)2+(1/100)2]=0.0198Shannon-Wiener指數(shù)：H=-ΣPilnPi

HA=0

HB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)=0.69HC=-(0.99×ln0.99+0.01×ln0.01)=0.056Pielou均勻度指數(shù)：E=H/Hmax

Hmax=lnS=ln2=0.69EA=H/Hmax=-0/0.69=0EB=-0.69/0.69=1

EC=0.056/0.69=0.081

物種甲物種乙群落A100(1.00)0(0.00)群落B50(0.50)50(0.50)群落C99(0.99)1(0.01)ln2=0.69

ln0.01=－4.605

ln0.99=－0.01

群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)陸地物種多樣性具明顯緯度梯度群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)

a.貝類

b.蝴蝶

c.蜥蜴

d.鳥類

群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)物種多樣性的海拔梯度a.鳥類b.哺乳動(dòng)物c.維管植物群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)深海物種多樣性的水深梯度群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)46

物種多樣性的時(shí)空變化緯度：隨緯度升高而降低海拔：隨海拔升高而降低水體：隨深度增加而降低演替早期漸增，后期逐漸下降。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)47

為什么熱帶群落物種多樣性＞溫帶群落？進(jìn)化時(shí)間長(zhǎng)溫帶地區(qū)物種未飽和空間異質(zhì)性高氣候穩(wěn)定生產(chǎn)力高競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致生態(tài)位充分分化捕食降低被食者間的競(jìng)爭(zhēng)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)49

8.3群落的結(jié)構(gòu)一、群落結(jié)構(gòu)單元Raunkiaer生活型概念：植物地上部分的高度與其多年生組織（不良季節(jié)休眠直到下一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)）之間的關(guān)系。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)50

Raunkiaer植物生活型分類系統(tǒng)根據(jù)不良季節(jié)休眠芽或枝梢所處位置分為：

高位芽：地上25㎝以上大(﹥30m)、中(8-30m)、小(2-8m)、矮(25cm～2m)

地上芽：地上25㎝以下，受地被物或積雪保護(hù)地面芽：近地面土層內(nèi)或緊貼地表，地上部分全部枯死地下芽(隱芽)植物：較深土層中(鱗狀莖或塊根)或水中一年生植物：以種子度過(guò)不良季節(jié)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)Raunkiaer標(biāo)準(zhǔn)生活型譜

某地區(qū)或某植物群落內(nèi)5種生活型之間的比例（以百分?jǐn)?shù)表示）稱為該地區(qū)或該群落的生活型譜。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)52

群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)53

生活型譜與植物氣候型特點(diǎn)：高位芽植物占優(yōu)勢(shì)，溫暖、潮濕氣候，如熱帶雨林地上芽植物占優(yōu)勢(shì)，反映寒帶和高山氣候特點(diǎn)。地面芽植物占優(yōu)勢(shì)，較長(zhǎng)的寒季，如溫帶森林一年生占優(yōu)勢(shì)，干旱的荒漠和草原，如東北溫帶草原、熱帶亞熱帶沙漠等。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)生活型：生物的生態(tài)分類單位，外貌上具有相似適應(yīng)特征的生物集合。喬木、灌木、木質(zhì)藤本、草質(zhì)藤本、多年生草本、一年生草本、墊狀植物、肉質(zhì)植物。以分布區(qū)中心成年個(gè)體為代表群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)層片定義：群落中生活型相同或生態(tài)要求相似的種組成的機(jī)能群落

特點(diǎn)：屬于同一生活型、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、占據(jù)特定的空間和時(shí)間。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)56

二、群落的垂直結(jié)構(gòu)概念：群落的分層現(xiàn)象原因：資源(光、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、食物等)利用植物群落的成層現(xiàn)象地上、地下、層間(外)植物

群落中動(dòng)物的分層現(xiàn)象主要與食物、微氣候有關(guān)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)熱帶雨林成層現(xiàn)象最復(fù)雜寒帶針葉林成層結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)啄木鳥葦鶯山雀戴菊柳鶯丘鷸榛雞交嘴泰加林主要鳥類分布成層性群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)60

水生植物群落的成層性主要與光照、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(dòng)物浮游動(dòng)物、游泳動(dòng)物、底棲動(dòng)物、附底動(dòng)物、底內(nèi)動(dòng)物群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)61

三、群落的水平結(jié)構(gòu)概念：群落中植物種類在水平方向上不均勻配置，使群落表現(xiàn)出斑塊相間的外形。影響因素：環(huán)境異質(zhì)性、物種生物學(xué)特性、種間關(guān)系等群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)干旱草原上的灌叢沃島群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)64

四、群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)群落結(jié)構(gòu)單元在時(shí)間上的更替與周期性變化季相：群落外貌的季節(jié)變化，由優(yōu)勢(shì)生活型和層片的季節(jié)變化決定群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)“金色的呼倫貝爾”群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)68

五、群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)69

群落交錯(cuò)區(qū)：兩個(gè)或多個(gè)群落(或生態(tài)地帶)之間的過(guò)渡區(qū)域特點(diǎn)：

競(jìng)爭(zhēng)程度高、可恢復(fù)性小、抗干擾能力弱

邊緣效應(yīng)(edgeeffect)：不同性質(zhì)群落的交互作用處，由于某些生態(tài)因子或群落屬性的差異或協(xié)同作用引起交錯(cuò)區(qū)群落組分及其行為發(fā)生較大變化的現(xiàn)象。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)ecotone群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)71

8.4群落的組織

一、生物因素對(duì)群落結(jié)構(gòu)的影響競(jìng)爭(zhēng)：引起種間生態(tài)位的分化，使群落中物種多樣性增加同資源種團(tuán)：群落中以同一方式利用共同資源的物種集合。同資源種團(tuán)物種互為等價(jià)種

關(guān)鍵種：對(duì)群落起獨(dú)一無(wú)二且至關(guān)重要的作用，決定著群落結(jié)構(gòu)的物種。一旦移除將對(duì)群落產(chǎn)生嚴(yán)重影響。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)72

Fig.Therockyinter-tidalcommunity

群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)去除實(shí)驗(yàn)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)74

捕食：泛化捕食捕食壓力增強(qiáng)，物種多樣性增加捕食壓力過(guò)高，物種多樣性降低特化捕食喜食優(yōu)勢(shì)種，提高物種多樣性喜食劣勢(shì)種，降低物種多樣性特化的捕食者，容易控制被食者物種群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)76

將kangaroorats移走后物種明顯增多

群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)77

二、干擾對(duì)群落結(jié)構(gòu)的影響群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)干擾導(dǎo)致斷層(gaps)抽彩式競(jìng)爭(zhēng)(competivelottery)提高多樣性：群落中具有許多入侵缺口和耐受缺口中物理環(huán)境能力相等的物種其中任何一種入侵后能阻止其他物種再入侵。小演替斷層中物種有規(guī)律地更替，在不同時(shí)期群落的多樣性是不同的。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)斷層中的小演替與群落的物種多樣性干擾開始干擾后很久物種豐富度群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)中等干擾假說(shuō)——中等程度的干擾水平有利于維持較高的群落物種多樣性。頻繁，先鋒種不能發(fā)展到演替中期干擾間隔時(shí)間長(zhǎng)，演替發(fā)展到頂極期中等程度：允許更多物種入侵和定居。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)一個(gè)美國(guó)的例子：群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)82

三、空間異質(zhì)性與群落結(jié)構(gòu)環(huán)境空間異質(zhì)性高則群落物種多樣性高非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性植物群落的空間異質(zhì)性群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)熱帶雨林的空間異質(zhì)性和植物多樣性群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)300m2的樣地中植物種數(shù)與環(huán)境異質(zhì)性關(guān)系群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)棄耕地土壤的空間異質(zhì)性群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)鳥類多樣性與枝葉高度多樣性群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)植物,巴哈馬群島鳥類,淡水湖泊生境蝙蝠,巖洞生境魚類,沙漠泉水生境群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)88

三、島嶼性與群落結(jié)構(gòu)廣義島嶼概念

島嶼種－面積關(guān)系方程S=CAZ(z=0.24-0.34)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)89

MacArthur島嶼物種平衡說(shuō)：島嶼上物種數(shù)目是遷入和消失之間的動(dòng)態(tài)平衡群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)島嶼距離vs.鳥類種數(shù)(巴布亞新幾內(nèi)亞)群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)91

島嶼效應(yīng)：島嶼面積越大物種數(shù)目越多。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)島嶼上的“新物種”的遷入與“老物種”的滅絕——平衡物種多樣性速率遷入滅絕小大SsSLP物種多樣性速率P滅絕遷入遠(yuǎn)近SNSF群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)島嶼生物地理平衡理論的預(yù)測(cè)島嶼上的物種數(shù)S最后為定值

物種不斷地遷入和滅絕，表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)平衡島嶼越大，物種數(shù)量越多(面積效應(yīng))島嶼距大陸越遠(yuǎn)，物種數(shù)量越少(距離效應(yīng))群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)94

四、一個(gè)物種豐富度的簡(jiǎn)單模型

平均生態(tài)位寬度平均生態(tài)位重疊程度資源利用范圍群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)95

圖片：群落物種數(shù)平均生態(tài)位寬度和重疊程度一定時(shí)，資源利用范圍越大，群落將含有更多的種數(shù)。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)96

圖片：群落的物種數(shù)當(dāng)資源利用范圍一定時(shí)，群落物種的平均生態(tài)位寬度越小，群落物種數(shù)越多。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)97

圖片：群落的物種數(shù)當(dāng)資源利用范圍一定時(shí)，群落物種平均生態(tài)位重疊越大，群落物種數(shù)越多。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)98

圖片：群落的物種數(shù)當(dāng)資源利用范圍一定時(shí)，群落中資源利用越充分，物種數(shù)越多。群落生態(tài)學(xué)-群落的組成與結(jié)構(gòu)99

競(jìng)爭(zhēng)