第六章生物群落的组成与结构.

第六章生物群落的组成与结构第一节生物群落的概念一、生物群落的定义在某一生境内相互关联的生物种群的集合或某一生境内所有有机体二、群落的基本特征（一）具有一定的外貌群落中植物的不同高度、密度决定了群落的外部形态，如森林、灌丛等（二）具有一定的种类组成群落由植物、动物、微生物组成（三）具有一定的群落结构群落的结构包括形态结构、生态结构与营养结构，如生活型组成、种的分布格局、捕食者与被捕食者等（四）形成群落环境生物群落对其居住的环境产生很大的影响，如光照、湿度、温度、土壤等（五）不同物种之间的相互影响生物群落是生物对环境的适应和生物之间的相互适应、相互竞争，形成具有一定外貌、种类组成和机构的集合体（六）一定的动态特征生物群落运动形式包括季节动态、年季动态演替与演化（七）一定的分布范围（八）群落的边界特征在自然条件下，有些群落边界比较明显，有些则比较模糊，前者见于变化陡峭的山地的垂直带和水陆交替带；后者见于环境梯度变化缓慢的情形不同群落之间的过渡带称为群落交错区(ecotone)研究生物群落可以从植物、动物、微生物3个方面入手，但植物群落的研究最深入三、群落的性质（一）机体论观点任何一个植物群落都要经历一个从先锋阶段到相对稳定的顶级阶段的演替过程法瑞学派把群落比为一个种（忽略了种是一个遗传单位）植物群落更多的表现出整体性，应当作为整体研究（二）个体论观点不赞成将群落与有机体相比拟，认为群落之间没有明显的变化差异（环境变化引起的群落差异性是连续的）第二节群落的种类组成一、种类组成的性质分析根据各个种在群落中的作用划分群落成员型（一）优势种和建群种对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物称为优势种（dominantspecies）；群落中不同层次中的优势种叫建群种（edificator、constructivespecies）单优势群落、共优势群落（二）亚优势种（subdominant）（三）伴生种（companionspecies）（四）偶见种（稀见种rarespecies）二、种类组成的数量特征（一）种的个体数量指标1.丰富度多度（abundance）是一个种在群落中的个体数目2.密度样地内某一物种的个体数占全部个体数目的百分比称为相对密度某一物种的密度与群落中密度最高物种的比值称为密度比3.盖度（coverage）植物地上部分垂直投影面积占样地的百分比，分盖度、层盖度、总盖度郁闭度盖度比4.频度（frequency）某个物种在样方内出现的频率丹麦学者C.Raukiaer将频度由低到高分为A、B、C、D、E5个等级，稳定群落中按照物种所占比例的大小5个频度级的关系是：ABCDE频度定律一个物种分布比较均一的群落中，属于A级的物种通常是很多的。E级植物通常是优势种，E级越大群落的均匀性越大；B、C、D比例增高时说明种分布不均5.高度高度比6.重量生物量7.体积（二）种的综合数量指标1.优势度一个种在群落中的地位与作用，具体的计算方法意见不一2.重要值重要值＝相对密度＋相对频度＋相对盖度3.综合优势比在密度比、盖度比、频度比、高度比和重量比中任意取几项求平均三、种间关联利用统计学方法计算种间的相关性第三节群落的结构一、群落的结构要素（一）生活型生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式丹麦生态学家C.Raukiaer生活型系统选择休眠芽在不良季节的着生位置做为划分生活型的标准（1）高位芽植物休眠芽距地面25cm以上，又分为大高位芽植物，中高位芽植物，小高位芽植物、矮高位芽植物（2）地上芽植物灌木、半灌木、草本（3）地面芽植物多年生草本植物（4）隐芽植物块茎类、根茎类多年生草本植物（5）一年生植物种子越冬生活型谱：5种生活型之间的比例就是一个地区的植物生活型谱；高位芽植物比例越大，群落所处的气候条件越温和；地面芽和地上芽占优势说明群落所处的气候条件比较寒冷生活型与生长型生活型指植物地上部分的高度与其多年生组织的关系；生长型是根据植物的可见结构分成的不同类群（树木、草本、灌木等）（二）叶片大小、性质及叶面积指数1.叶面积大小叶面积越大光合作用能力越强，同时水分蒸发量也越大，根据收益－成本分析法预测叶面积大小2.叶面积指数（leafareaindexLAI）LAI＝总叶面积/单位土地面积（三）层片（synusia）瑞典植物学家H.Gams将层片分成3级：同种个体组合，同生活型的不同植物组合，不同生活型不同植物的组合层片的特征同一层片的植物是同一生活型每一层片在群落中都有一定的小环境层片占据一定的空间和时间形成了不同的结构特（四）同资源种（guild）群落中以同一方式利用共同资源的物种集团（五）生态位二、群落的外貌与季相三、群落的垂直结构陆地群落的分层现象与光利用有关；水生群落在水面以下不同深度分层排列；地下成层型由不同植物根系达到土壤不同深度形成的四、群落的水平结构镶嵌性五、群落交错区与边缘效应2个或多个群落之间的过渡带称为群落交错区群落交错区种的数目及一些种群密度增大的趋势被称为边缘效应第四节影响群落组成和结构的因素一、生物因素（一）竞争对群落结构的影响竞争导致生态位的分化、生物个体大小的差别，产生特殊的形态（二）捕食对群落结构的影响二、干扰对群落结构的影响（一）干扰（disturbance）与层盖度干扰对群落中不同层和不同层片的影响是不同的（云杉）。（二）干扰与群落的缺口缺口产生后进入缺口的优胜物种是随机的（抽彩式竞争，competivelottery）抽彩式竞争产生的条件：许多缺口，耐受缺口生境的物种很多；物种中任何一种在其生活史过程后能阻止其他物种入侵（三）中度干扰假说中等程度的干扰水平能够维持高多样性相关实验（四）干扰理论与生态管理保护生物多样性三、空间异质性与群落结构（一）非生物环境的空间异质性土壤和地形变化频繁的地段，群落的多样性较高（二）生物空间异质性鸟类多样性与植物种数相关，不如与取食高度多样性相关紧四、岛屿与群落结构（一）岛屿的种数－面积关系S＝cAz或lgS＝lgc＋z（lgA）S：物种数，A：面积，z、c：常数实验（二）MacArthur的平衡说岛屿上的物种数决定于物种迁入和灭亡的平衡，当岛上没有居住种时，迁入率高，随着岛上物种的增加迁入率下降；灭亡率则相反当岛屿物种数稳定时，物种数不随时间变化而变化；动态平衡；大岛能供养更多的物种；距离大陆越远平衡点物种越少（三）岛屿生态与自然保护保护区的大小随具体情况而定，在相同面积的情况下，若保护区内物种相同大保护区合适；小保护区适合防止流行病的传播；多个小保护区有助于提高异质性，增加物种多样性；密度低，增长率低的大型动物需要大保护区五、物种丰富度的简单模型当生态位和生态位重叠一定时，资源范围越大，供养的物种越多当资源一定时，生态位越窄，多样性越丰富当资源一定时，生态位重叠越多，多样性越丰富当资源一定时，群落的饱和度高，物种越多六、平衡说和非平衡说干扰频繁先锋物种不能演替到中期多样性低；干扰间隔过长，演替发展到顶级，多样性也不高；中等程度的扰动维持多样性最高石砾的大小不同受扰动的程度也不同，生物多样性差别较大