8植物群落结构

第八章植物群落结构§1植物群落及其种类组成§2生物多样性§3植物群落结构教学要求了解生物多样性，掌握群落的结构。教学重点重点：植物群落的组成和结构难点：生物群落的机体论和个体论§1植物群落及其种类组成（一）什么是植物群落（community)在特定空间或生境下，具有一定植物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定外貌和结构，具有特定功能的植物集合体一、植物群落的概念及特征1.具有一定的物种组成：每个植物群落都由一定的植物种群组成，种类成分多少及每个种群数量是研究群落的首要特征（二）植物群落的基本特征2.不同物种之间相互影响：群落中的物种是有规律的共处的，这种有规律的共处是在长期相互竞争、相互适应、协同进化中形成的。不是一个简单的植物集合体，而是一个有机整体。某一关键物种的消失常可带来整个群落的崩溃3.具有一定的外貌和结构：高度、颜色（针叶浓绿、阔叶浅绿、常绿叶等）、质地（硬叶、革质、草质的等），这些特征决定着群落的外部形态。根据外貌划分植物群落的高级分类单位，如常绿林、硬叶林、针叶林、荒漠、森林、草原等4.群落的边界特征：在自然条件下，有些群落具有明显的边界，可清楚的区分；有些则不具有明显边界，而呈连续变化中。5.具有一定的动态特征：包括群落外貌、组成、结构、环境等的季节动态、年际波动、中等时间尺度的演替和大时间尺度的演化6.具有一定的分布范围：不同群落都是按照一定的规律分布的，任何群落都分布在特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同7.形成特定的群落环境的功能：植物群落对其居住环境产生重大影响，并形成群落环境。如森林与其周围的裸地不同，各种生态因子都经过了森林群落的改造，即使荒漠群落，对土壤环境也有明显改造作用。二、植物群落的种类组成一、分析群落种类组成的重要意义种类组成在一定程度上反映出群落的性质，是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征如温带落叶阔叶林优势树种是落叶乔木，主要有壳斗科、椴树科、桦木科、槭树科和杨柳科的一些种类二、植物群落的种类组成的成员型植物群落中的各类植物按其重要性或数量可分为：1.优势种与建群种2.亚优势种3.伴生种4.偶见种（稀见种）（一）种类组成的性质分析1.优势种与建群种（1）优势种（dominantspecies）：指对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种。特点：一般个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强，即优势度较大的种群落的不同层次可以有各自的优势种，如森林群落的乔木层、灌木层、草本层和地被层各有优势种（2）建群种（edificator或constructivespecies）概念：指群落优势层的优势种如：森林群落乔木层的优势种，草原群落上层的优势种等单优种群落——群落中建群种只有一个的群落共优势种群落（共建种群落）——建群种有两个以上的群落如：热带雨林种类组成丰富，结构复杂，一般为“共建种群落”2.亚优势种（subdominant）指个体数量与作用都仅次于优势种，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3.伴生种（companionspecies）指群落中的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用种类4.偶见种或稀见种（rarespecies）指在群落中出现频率很低而数量稀少的种类偶见种对生态环境的变化常具有一定的指示意义。二、植物群落种类组成的调查方法1．首先选择样地样地：能代表所研究群落基本特征的一定地段和一定空间。代表样地的选择要注意6个原则：①群落结构要完整②生境条件要一致③反映群落的普遍特征④设在群落中心典型部分，避开过渡地段⑤样地显著实物标记，如样方框或样线等⑥样地的大小应不小于群落的最小表现面积2．最小表现面积：指能够足以确定该群落所有主要特征的最小地段，主要特征包括：种类成分、群落结构与生境特点群落片断：当一个群落的个别地段面积较小，不能完全表现该群落的所有主要特征时，这样的地段常称为群落片断图3-1巢式样方法模式图4m22m21m21/2m21/4m21/816111621260246810121416取样面积（m2）种数图3-2草本野生植物种-面积曲线参考图群落的最小表现面积一般随群落种类组成的丰富程度而变化，种类越丰富最小表现面积越大。如：热带雨林为2500m2北方针叶林为400m2灌丛群落为25~100m2温带草原群落为1~4m2三、种类组成的数量特征调查与分析（一）种的个体数量指标1.多度（abundance）：一个种在群落中个体数目多少的相对参数通常采用目测估计法分成多度级确定。是一种进行快速群落调查常用的数量指标。采用多度指标时注意以下4点：①可在样地内进行估计，也可不受样地限制，对群落整体作全面考虑②只能在属于同一生活型植物间进行比较③多度目估受工作者熟练程度、精力状况、偏见、植物特点、种群格局、甚至天气状况等影响④易出现误差，优点是快速2.密度（density）概念：指单位面积上的植物株数，d=N/S.相对密度（relativedensity）：某个种的密度占总密度的百分比密度比（densityratio）：某一物种密度与群落中最高种密度之比3.盖度（coverage）（1）投影盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比（2）相对盖度：某种的盖度占所有植物盖度之和的百分比（3）盖度比：某种的盖度与最大种盖度之比（4）基盖度：植物基部的覆盖面积。树木以1.3m胸径断面计；草本常以离地面2.54cm(1英寸)高度处断面计（5）分盖度（种盖度）、层盖度（种组盖度）和总盖度（群落盖度）。分盖度之和与层盖度之和均大于总盖度。（6）郁闭度：指林冠覆盖面积与地表面积的比例4.频度（frequency）概念：指某个种在调查范围内出现的频率通常表达方式：f=出现样方数/样方总数×100%4.高度（height）概念：是测量植物体体长的指标（1）自然高度与绝对高度（2）高度比：某植物种高度与最高种高度之比5.重量（weight）概念：是衡量种群的生物量（biomass）或现存量（standingcrop）多少的指标。重量在草本群落研究中非常重要。（1）鲜重和干重（2）相对重量：单位面积或容积内某种占全部种重量的百分比（3）重量比：某种重量与最大重量种重量比6.体积（volume）概念：是生物占空间大小的度量指标。森林群落研究中非常重要，通常称为材积量，计算公式：形数：是树干体积与等高同底圆柱体体积之比，因不同树种而异。V=s×h×f胸高断面积树高形数（二）种的综合数量特征表示一个种在群落中地位和作用的综合数量指标，一般通过下述数量特征参数计算，主要有：1.重要值（importancevalue）：某种植物在群落中的相对重要性重要值=相对密度+相对频度+相对盖度2.优势度（dominance）：某种植物在群落中的优势程度一般用综合优势比（SDR）表示，在相对密度、相对频度、相对盖度、相相对重量等参数中任选2、3、4和5项。分为2因素、3因素、4因素和5因素如：SDR3=（相对密度+相对频度+相对盖度）/3第二节生物多样性生物多样性（biodiversityorbiologicaldiversity）：指生命有机体及其赖以生存的生态综合的多样化（variety）和变异性（variability）。包括四个层次:遗传多样性物种多样性生态系统多样性景观多样性1.遗传多样性•指存在于生物个体内、单个物种内以及物种之间的基因多样性。2.物种多样性•指动物、植物和微生物等生命有机体物种的丰富性。3.生态系统多样性•指物种存在的生态复合体的多性化和健康状态，即指生物圈内的生物群落、生境和生态过程的多样化。森林生态系统草原生态系统湿地生态系统荒漠生态系统海洋生态系统农田生态系统4.景观多样性•是指景观在结构、功能及其变化上的多样性与复杂性。二、生物多样性的价值直接使用价值间接使用价值潜在使用价值对于人类来说，生物多样性具有巨大的价值，包括以下三个方面。直接使用价值药用价值：许多野生生物能为人类提供重要的药材。工业原料：食品、医药、化工及制造等许多工业都要以生物为原料。科学研究价值：仿生学、动植物品种的改良都需要野生生物。美学价值：色彩纷呈的花木及神态各异的动物都能给人以美的享受。间接使用价值•指生物多样性具有重要的生态功能•每一种野生生物都对生态系统的稳定性作出了贡献。一旦减少，人类的生存环境将受影响。森林的间接使用价值：森林是大自然的“清洁工”，制造氧气的“工厂”，还有涵养水源、防风固沙、降低噪声等多项生态功能。在环境保护方面。森林的生态效益大大高于直接的经济效益，据估算，芬兰一年生产价值17亿马克的木材，而森林的生态效益提供的价值达53亿马克。美国森林直接提供的价值和生态效益之比是1∶9。野生生物的间接使用价值有时远远超出其直接使用价值。潜在使用价值大量野生生物的使用价值目前还不清楚。但是可以肯定，它们具有巨大的潜在使用价值。如果一种生物灭绝了，它的各种潜在使用价值也就不复存在了，应当珍惜和保护它们。广泛分布于广东各地山林中的三叉苦，过去一直被人们砍来作柴烧，使用价值很低。80年代科学家以它为主要原料生产出三九胃泰及999感冒灵等药品，使得三叉苦的身价一下子上升了几百倍。三、我国生物多样性的概况1.我国生物多样性的特点第一，物种丰富a、苔藓植物、蕨类植物和种子植物共3万多种，居世界第三位。b、我国是世界上裸子植物物种最多的国家。第二，特有的和古老的物种多大熊猫白鳍豚我国特有物种：大熊猫、白鳍豚、银杉、水杉银杉水杉我国十分古老的物种：鹅掌秋、大叶木兰、扬子鳄鹅掌秋大叶木兰扬子鳄第三，经济物种丰富我国的经济物种有1000多种，枣树、板栗、茶和油桐等都是我国的特产。我国在果树方面的物种种树居世界第一位。水稻、大豆、栗、黄麻等20多种农作物都起源于我国。我国经济动物资源也很丰富，其中，具有经济价值的鸟类330种、哺乳动物油190种、鱼类有60种。板栗油桐枣树第四，生态系统多样森林生态系统草原生态系统荒漠生态系统沼泽生态系统湖泊生态系统海洋生态系统我国有世界上最多的野生生物物种，是不是说明我国的野生生物资源十分丰富呢，像以前所说的“地大物博”呢？不！我国生物的多样性已面临严重的威胁！2.我国生物多样性面临着威胁我国已经灭绝的野生动物有新疆虎、野马,已经灭绝的野生植物是毛脉蕨野马新疆虎处于濒临灭绝状态的是大熊猫，金丝猴，野骆驼，银杉，珙桐，人参•一是生存环境的改变和破坏•二是掠夺式的开发利用•三是环境污染•四是外来物种的入侵3.生物多样性面临威胁的原因人为因素是主要原因森林超量砍伐、开垦草原、围湖造田、草原过度放牧滥捕乱猎滥采乱伐工业“三废”生活污水化肥农药重金属等缺少天敌，威胁原有物种生存第三节植物群落结构一、群落的结构要素（一）生活型（lifeform）概念：生物对外界环境适应的外部表现形式，是对环境条件趋同适应的结果。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62地上芽植物——灌木63生活型的划分标准•3、地面芽植物：•更新芽位于地面土层内，冬季地上部分全枯死•4、隐芽植物：•更新芽位于深土层或水中•鳞茎类、块茎类、根茎类、水生植物•5、一年生植物：•以种子越冬的一年生草本植物。64地面芽植物——韭菜65隐芽植物——土豆67生活型优势与气候•高位芽植物优势群落的地区：高温多湿•地上芽植物优势群落的地区：温热多雨•地面芽植物优势群落的地区：严寒较长•地下芽植物优势群落的地区：寒冷潮湿•一年生植物优势群落的地区：干燥少雨68按植物体态划分生活型•木本植物：•乔、灌、竹、藤本植物、附生、寄生木本植物•半木本植物：•半灌木、小半灌木•草本植物：•多年生、一年生、寄生、腐生、水生草本植物•叶状体植物：•苔藓、地衣、藻菌。（二）层片（synusia）概念：指群落中相同生活型和相似生态要求的植物种的组合，是群落的三维生态结构。由法瑞学派提出。层片的特征：③每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间，而且层片的时空变化形成了植物群落不同的