生态学4生物群落

第四章生物群落contents群落动态变化类型4生物群落及群落生态学1群落的种类组成2群落的结构3群落演替54.1生物群落及群落生态学生物群落的概念群落的概念群落的基本特征群落的性质群落的概念•对群落(community)概念的不同认识–AlexanderHumboldt：特定的外貌，对生境因素的综合反应–E.Warming：一定的种组成的天然群聚–俄国学派：有机体的特定组合，有机体之间及其与环境之间相互影响–W.E.Shelford：具有一致的种类组成且外貌一致的生物据集体–E.P.Odum：种类外貌一致、具有一定的营养结构、代谢格局、结构单元、生命部分•一般概念–在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合•生物群落–植物群落+动物群落+微生物群落群落的基本特征具有一定的种类组成：物种数和个体数。不同物种之间的相互影响：必须共同适应它们所处的无机环境；它们内部的相互关系必须取得协调和发展(种群构成群落的二个条件)。形成一定的群落环境：定居生物对生活环境的改造结果。具有一定的结构：形态结构、生态结构、营养结构。一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。群落的边界特征：或明确或不明确的边界。群落的性质•机体论学派•个体论学派•现代生态学观点群落的性质•机体论学派(organismicschool)群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。•个体论学派(individualisticschool)群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。密度密度环境梯度环境梯度ABCDABCD机体论学派•群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位，是有生命的系统•群落演替的定向特征相当于生物的生活史或生物的发育，具有机体特征–群落都要经历从先锋阶段到顶级阶段的演替过程–顶级群落受破坏后重复演替过程达到顶级群落阶段•代表人物:美国生态学家Clements个体论学派•群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化系列中的一个区段•因为在连续变化的环境下的群落组成是逐渐变化的，群落间没有明显的边界–群落和物种的关系不是有机体和组织器官的关系–群落的发育过程是物种的更替和种群数量消长过程–和有机体不同，群落不可能在不同生境下保持繁殖的一致性–同一群落类型之间无遗传上的联系•代表人物：H.A.Gleason现代生态学对群落的认识•群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面•如果采取生境梯度的分析的方法，即排序的方法来研究连续群落变化，在不少情况下，表明群落并不是分离的、有明显边界的实体，而是在空间和时间上连续的一个系列•如果排序的结果构成若干点集的话，则可达到群落分类的目的；如果分类允许重叠的话，则又可反映群落的连续性•群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥，关键在于研究者看待问题的角度和尺度群落生态学研究内容–群落的组成、结构–群落的发展变化及其与环境的关系研究特点–以植物群落研究为主植物群落学–地植物学–植被生态学–植物社会学4.2群落的种类组成群落的种类组成种类组成性质分析种类组成的数量特征群落的生活型组成种类组成的性质分析•优势种(dominantspecies)：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物•建群种(constructivespecies)：优势层中的优势种•亚优势种(subdominantspecies)：指个体数量与作用都次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种•伴生种(companionspecies)：群落的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用•偶见种(rarespecies)：在群落中出现频率很低的种类，多是由于种群本身数量稀少的缘故–指示种、特征种单建群种群落（单优种群落），共优种群落（共建种群落）种类组成的性质分析–指示种–环境条件有着极其狭小幅度要求的生物种（狭适应种），由于它的存在，可表示生活环境的条件是处于狭小的幅度中。因此把这种能充分表示环境条件的生物种，称为指示种，而属于这个种的生物，称为指示生物。–例如芦苇可以指示该处地下水位较浅，而栖息于湖沼泥砂里的瘿蚊幼虫则表示该处氧含量相当多。种类组成的数量特征•＊密度（Density）——D=N/S相对密度密度比•＊多度（Abundance）——指种类的丰富程度–七级制多度--野外调查•盖度(coverage)–投影盖度–相对盖度，盖度比，基盖度•＊频度（Frequency）——指群落中某种植物出现的样方百分比–F=∑S/N×100%“F”也称频度系数–Raunkier植物频度定律：共分5级–A(1～20%)、B（21～40%）、C(41～50%)、D(51～80%)、E(81～100%)–ABC=DE（这一定律并非符合所有群落类型）全部物种个体数某一物种的个体数相对密度物种最高密度某一物种的密度密度比几种常用的多度等级DrudeClementsBraun-BlanquetSoc.极多Dominant优势D5非常多Cop.Cop3很多Abundant丰盛A4多Cop2多3较多Cop1尚多Frequent常见F2较少Sp少Occasional偶见OSol.稀少Rare稀少r1少Un.个别Veryrare很少Vr+很少•＊密度（Density）——D=N/S•＊多度（Abundance）——指种类的丰富程度–七级制多度--野外调查•盖度(coverage)–投影盖度–相对盖度，盖度比，基盖度•＊频度（Frequency）——指群落中某种植物出现的样方百分比–F=∑S/N×100%“F”也称频度系数–Raunkier植物频度定律：共分5级–A(1～20%)、B（21～40%）、C(41～50%)、D(51～80%)、E(81～100%)–ABC=DE（这一定律并非符合所有群落类型）种类组成的数量特征投影盖度和基盖度所有分盖度之和某一物种的分盖度相对盖度物种最大盖度某一物种的盖度盖度比分盖度之和大于等于总盖度•＊密度（Density）——D=N/S•＊多度（Abundance）——指种类的丰富程度–七级制多度--野外调查盖度(coverage)–投影盖度–相对盖度，盖度比，基盖度•＊频度（Frequency）——指群落中某种植物出现的样方百分比–F=∑S/N×100%“F”也称频度系数–Raunkier植物频度定律：共分5级–A(1～20%)、B（21～40%）、C(41～50%)、D(51～80%)、E(81～100%)–ABC=DE（这一定律并非符合所有群落类型）种类组成的数量特征频度丹麦学者Raunkiaer在欧洲草地群落中，用1／10㎡的小样圆任意投掷，将小样圆内的所有植物种类加以记载，然后计算每种植物出现的次数与样圆总数之比，得到各个种的频度。Raunkiaer根据8000多种植物的频度统计（1934）编制了一个标准频度图解（frequencydiagram），提出了著名的Raunkiaer定律（LawofFrequency）。隆吉尔频度谱A(1～20%)、B（21～40%）、C(41～50%)、D(51～80%)、E(81～100%)ABC=DE频度种类数优势度（dominance）•重要值（importantvalue）（I.V.）：以综合数值表示植物物种在群落中的相对重要值。–重要值=相对密度+相对频度+相对基盖度•综合优势比（summeddominanceratio）（SDR）:密度比、盖度比、频度比、高度比、重量比SDR2=(密度比＋盖度比)/2×100％生活型(lifeform)•概念：生物对外界环境适应的外部表现形式•表现：趋同适应•分类(Raunkiaer系统）–高位芽植物：休眠芽位于地上25㎝以上大(﹥30m)、中(8-30m)、小(2-8m)、矮(25cm～2m)–地上芽植物：休眠芽位于地上，25㎝以下，受地被物或积雪保护–地面芽植物：休眠芽位于近地面土层内，冬季地上部分全部枯死，地下部分存活–地下芽(隐芽)植物：休眠芽位于较深土层中或水中–一年生植物：以种子度过不良季节•生活型谱高位芽植物：休眠芽位于地上25㎝以上大(﹥30m)、中(8-30m)、小(2-8m)、矮(25cm～2m)–地上芽植物：休眠芽位于地上，25㎝以下，受地被物或积雪保护–地面芽植物：休眠芽位于近地面土层内，冬季地上部分全部枯死，地下部分存活隐芽植物：休眠芽位于较深土层中或水中生活型谱与环境•每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成,但其中有一类生活型占优势，生活型与环境关系密切46%9%26%6%13%生活型谱与环境Raunkiaer将不同地区植物区系的生活型谱进行比较，归纳得出四种植物气候（phytocli-mate）：•①潮湿热带的高位芽植物气候；•②中纬度的地面芽植物气候（包括温带针叶林、落叶林与某些草原）；•③热带和亚热带沙漠的一年生植物气候（包括地中海气候）；•④寒带和高山的地上芽植物气候。潮湿热带的高位芽植物气候中纬度的地面芽植物气候热带和亚热带沙漠的一年生植物气候寒带和高山的地上芽植物气候生活型谱与环境生长型•木本植物•半木本植物•草本植物•叶状体植物《中国植被》Ⅰ．木本植物1．乔木：具有明显主干，又分出针叶乔木，阔叶乔木，并进一步分出常绿的，落叶的，簇生叶的，叶退化的。2．灌木：无明显主干，也可按上述原则进一步划分。3．竹类。4．藤本植物。5．附生木本植物。6．寄生木本植物。Ⅱ．半木本植物7．半灌木与小半灌木Ⅲ．草本植物8．多年生草本植物：又可分出蕨类，芭蕉型，丛生草，根茎草，杂类草，莲座植物，垫状植物，肉质植物，类短命植物等。9．一年生植物：又分冬性的，春性的与短命植物。10．寄生草本植物。11．腐生草本植物。12．水生草本植物：又分挺水的，浮叶的，漂浮的，沉水的。Ⅳ．叶状体植物13．苔藓及地衣。14．藻菌。4.3群落的结构群落的结构群落的垂直结构群落的水平结构群落的时间结构群落交错区和边缘效应群落的垂直结构概念：群落的分层现象群落的分层与资源(光、矿质营养、食物等)利用有关植物群落的成层现象群落中动物的分层现象水生群落的分层群落的垂直结构•植物群落的分层现象–陆地群落的分层与光的利用有关，群落层次主要是由植物的生长型和生活型所决定。ABCDA草被层；B灌木层；C下木层；D林冠层•动物群落的分层现象–陆地动物群落的分层主要与食物有关，其次与不同层次的微气候条件有关。群落的垂直结构•水生群落的分层现象–与阳光、温度、食物和溶氧等因素有关。群落的垂直结构青鱼草鱼鲢鱼、鳙鱼吃绿藻等浮游植物吃原生动物、水蚤等浮游动物以水草为食物吃螺蛳、蚬和蚌等软体动物群落的水平结构•概念：群落的配置状况或水平格局•镶嵌性(mosaic)和小群落（斑块）(microcoense)群落的水平结构锦鸡儿陆地生物群落中水平格局的主要决定因素)群落的时间结构•概念：群落结构部分在时间上的相互更替，周期性变化•群落季相：群落优势生活型和层片结构的季节变化引起的群落外貌随季节的变化•时间格局：群落的组成与结构随时间序列发生有规律的变化•动物的季节性变化及动物调查的季节性群落交错区与边缘效应•群落交错区(生态交错区、生态过渡带,ecotone)：–两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域群落交错区与边缘效应•群落交错区(生态交错区、生态过渡带,ecotone)：–两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域•边缘效应(edgeeffect)：–群落交错区种的数目及种的密度有增大的趋势•群落交错区的特点：–多种要素联合作用强烈，生物多样性较高–生态环境恢复原状的可能性较小–生态环境变化快，恢复困难群落交错区与边缘效应•群落交错区(生态交错区、生态过渡带,ecotone)：–两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域•边缘效应(edgeeffect)：–群落交错区种的数目及种的密度