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群落生态学第三部分群落生态学第八章群落的组成与结构第九章群落的动态第十章群落的分类和排序第十一章地球上主要群落类型及其分布第八章群落的组成与结构第一节生物群落的概念一、生物群落的定义二、生物群落的基本特征三、生物群落的性质第二节群落的种类组成一、种类组成的性质分析二、种类组成的数量特征三、种的多样性四、种间关联第三节群落的结构一、群落的结构单元二、群落的垂直结构三、群落的水平结构四、群落的外貌和季相五、群落交错区与边缘效应第四节影响群落结构的因素一、生物因素对群落结构的影响二、岛屿与群落结构第一节生物群落的概念一、生物群落(community)的概念指特定空间或特定生境下生物种群有规律的组合,它们之间以及它们与环境之间彼此影响,相互作用,具有一定的形态结构与营养结构,执行一定的功能。植物群落学(phytocoenology):也称地植物学或植被生态学,主要研究植物群落的结构、功能、形成、发展及其与所处环境的相互关系。二、群落的基本特征1.具有一定的种类组成每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的,因此,种类组成是区别不同群落的首要特征。一个群落中种类成分的多少及每种个体的数量,是度量群落多样性的基础。2.不同物种之间的相互影响群落中的物种有规律地共处,即在有序状态下生存。一个群落的形成和发展必须经过生物对环境的适应和生物种群之间的相互适应。裸地上绿色植物(先锋)--动物种群、微生物种群。生物群落并非种群的简单集合。能够组合在一起构成群落的种群具备两个先决条件:第一,必须共同适应它们所处的无机环境;第二,它们内部的相互关系必须取得协调、平衡。3.形成群落环境生物群落对其居住环境产生重大影响,并形成群落环境。4.具有一定的结构生物群落是生态系统的一个结构单位,本身除具有一定的种类组成外,还具有一系列结构特点,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,成层性,季相,捕食者和被食者的关系等。但其结构常常是松散结构。5.一定的动态特征生物群落是生态系统中具生命的部分,生命的特征是不停地运动,群落也是如此。其运动形式包括季节动态,年际动态,演替与演化。6.一定的分布范围任一群落都分布在特定地段或特定生境上,不同群落的生境和分布范围不同。无论从全球范围看还是从区域角度讲,不同生物群落都是按着一定的规律分布。7.群落的边界特征在自然条件下,有些群落具有明显的边界,可以清楚地加以区分;有的则不具有明显边界,而处于连续变化中。但在多数情况下,不同群落之间都存在过渡带,被称为群落交错区(ecotone),并导致明显的边缘效应。8.群落中各物种不具有同等的群落学重要性在一个群落中,有些物种对群落的结构、功能以及稳定性具有重大的贡献,而有些物种却处于次要的和附属的地位。所以物种被分为优势种、建群种、亚优势种、伴生种以及偶见种和罕见种等。三、对群落性质的两种对立观点关于群落的性质,存在着两种对立的观点。争论的焦点在于群落到底是一个有组织的系统,还是一个纯自然的个体集合。(一)机体论学派(organismicschool)的观点(二)个体论学派(individualisticschool)的观点(一)机体论学派认为:群落是客观存在的实体,是一个有组织的系统,像有机体与种群那样,被称为机体论观点;沿着环境梯度或连续环境的群落组成了一种不连续的变化,因此生物群落是间断分开的。美国生态学家Clements(1916,1928)把植物群落比为一个有机体,看成是一个自然单位。其理论根据是: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极阶段的演替过程。如果时间充足的话,森林区的一片沼泽最终会演替为森林植被。这个演替过程类似于一个有机体的生活史。因此,群落像一个有机体一样,有出生、生长、成熟和死亡的不同发育阶段。(二)个体论学派认为群落并非自然界的实体,而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集合,被称为个体论观点。在连续环境下的群落组成是逐渐变化的,因而不同群落类型只能是任意认定的。前苏联Ramensky、美国Gleason和法国Lenoble等支持此观点。Gleason(1926年)在“植物群丛中的个体论概念”中,认为任何群落与有机体相比拟都是欠妥的。因为群落的存在依赖于特定的生境与物种的选择性,但环境条件都是不断变化的,因此群落之间不具有明显的边界,而且在自然界没有任何两个群落是相同的。小结现代生态学的研究,群落既存在着连续性的一面,也有间断性的一面。如采取生境梯度,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。但事实上,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。这一事实反映了群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥,关键在于研究者从什么角度和尺度看待这个问题。第八章群落的组成与结构第一节生物群落的概念一、生物群落的定义二、生物群落的基本特征三、生物群落的性质第二节群落的种类组成一、种类组成的性质分析二、种类组成的数量特征三、种的多样性四、种间关联第三节群落的结构一、群落的结构单元二、群落的垂直结构三、群落的水平结构四、群落的外貌和季相五、群落交错区与边缘效应第四节影响群落结构的因素一、生物因素对群落结构的影响二、岛屿与群落结构第二节群落的种类组成一、种类组成的性质分析对群落的种类组成进行逐一登记后,得到一份生物种类名录,一个区域内所有植物种类的组合叫做植物区系,群落的种类组成情况在一定程度上反映出群落的性质。然后,根据各个种在群落中的作用而划分群落成员型。下面是植物群落研究中常用的群落成员型分类。先介绍野外实验的具体方法:群落最小面积群落最小面积群落最小面积,也就是说至少要求这样大的空间,才能包括组成群落的大多数物种。植物群落的最小面积比较容易确定,用巢式样方法即可求得。但动物群落的最小面积较难确定,常采用间接指标(如根据大熊猫的粪便、觅食量等指标)加以统计分析,确定其最小面积。群落最小面积,可以反映群落结构特征。组成群落的物种越丰富,群落的最小面积越大。如西双版纳热带雨林,由于环境条件优越,群落结构复杂,物种多样性十分丰富,其最小群落面积可达2500㎡,群落内主要高等植物在130种左右;而东北小兴安岭红松林群落,最小面积为400㎡,主要高等植物仅40种左右。一、种类组成的性质分析1.优势种和建群种(dominant&constructivespecies)•优势种:对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种称为优势种。通常是那些个体数量多、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。•建群种:即优势层的优势种。群落的不同层次可以有各自的优势种,比如森林群落中,乔木层,灌木层,草本层和地被层分别存在各自的优势种,其中乔木层的优势种,即为建群种。生态学上的优势种对整个群落具有控制性影响,如果把群落中的优势种去除,必然导致群落性质和环境的变化;但若把非优势种去除,只会发生较小的或不显著的变化,因此不仅要保护那些珍稀濒危植物,而且也要保护那些建群植物和优势植物,它们对生态系统的稳态起着举足轻重的作用。2.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。在复层群落中,它通常居于下层,如大针茅草原中的小半灌木冷蒿就是亚优势种。3.伴生种(companionspecies)伴生种:为群落的常见种类,它与优势种相伴存在,但不起主要作用。4.偶见种或罕见种(rarespecies)偶见种:是那些在群落中出现频率很低的种类,多半是由于种群本身数量稀少的缘故。第八章群落的组成与结构第一节生物群落的概念一、生物群落的定义二、生物群落的基本特征三、生物群落的性质第二节群落的种类组成一、种类组成的性质分析二、种类组成的数量特征三、种的多样性四、种间关联第三节群落的结构一、群落的结构单元二、群落的垂直结构三、群落的水平结构四、群落的外貌和季相五、群落交错区与边缘效应第四节影响群落结构的因素一、生物因素对群落结构的影响二、岛屿与群落结构二、种类组成的数量特征有了所研究群落的完整的生物名录,只能说明群落中有哪些物种,想进一步说明群落特征,还必须研究不同种的数量关系。对种类组成进行数量分析,是近代群落分析技术的基础。(一)种的个体数量1.多度(abundance):是对物种个体数目多少的一种估测指标,多用于群落野外调查。国内多采用Drude的七级制多度,即:Soc.(Sociales)极多,植物地上部分郁闭Cop.3(Copiosae)数量很多Cop.2数量多Cop.1数量尚多Sp.(Sparsal)数量不多而分散Sol.(Solitariae)数量很少而稀疏Un.(Unicum)个别或单株概念:指单位面积或单位空间内的个体数。一般对乔木,灌木和丛生草本以植株或株丛计数,根茎植物以地上枝条计数。•相对密度:样地内某一物种的个体数占全部物种个体数的百分比称为相对密度(relativedensity)。•密度比:某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比称为密度比(densityratio)。2.密度(density)概念:是指植物的地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比,即投影盖度。后来又出现了“基盖度”的概念,即植物基部的覆盖面积。对于草原群落,常以离地面1英寸(2.54cm)高度的断面计算;对森林群落,则以树木胸高(1.3m处)断面积计算。基盖度也称真盖度。乔木的基盖度特称为显著度(dominant)。3.盖度(coverdegree,或coverage)盖度可分为种盖度(分盖度),层盖度(种组盖度)、总盖度(群落盖度)。林业上常用郁闭度来表示林木层的盖度。通常,分盖度或层盖度之和大于总盖度。•相对盖度:群落中某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比,即相对盖度。•盖度比:某一物种的盖度占盖度最大物种的盖度的百分比称为盖度比(coverratio)。4.频度(frequency)概念:即某个物种在调查范围内出现的频率。计算方法:常按包含该种个体的样方数占全部样方数的百分比来计算,即:频度=某物种出现的样方数/样方总数×100%4.频度(frequency)概念:即某个物种在调查范围内出现的频率。Raunkiaer频度定律(标准频度图解)频度属于A级(1~20%)的植物种类占53%,属于B级(21~40%)者有14%,C级(41~60%)有9%,D级(61~80%)有8%,E级(80~100%)有16%,按其所占比例的大小,五个频度级的关系:ABCDE。5.高度(height):是测量植物体长的一个指标。高度比=某物种的高度/最高物种的高度×100%6.重量(weight):衡量种群生物量(biomass)或现存量的指标。7.体积(volume):占有空间大小的量度。•草本或小灌木可用排水法;•大树:V=shfs:胸高断面积;h:高;f:形数(二)综合数量特征1.优势度(dominance)优势度:用以表示一个种在群落中的地位与作用,但其具体定义和计算指标因群落不同而不同,多度、盖度、体积、重量等或他们的组合均可作为优势度的指标。2.重要值(importantvalue)(1)概念:表示某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标,如今普遍采用。(2)计算公式:重要值(IV)=相对密度十相对频度十相对优势度上式用于草原群落时,相对优势度可用相对盖度代替:重要值=相对密度十相对频度十相对盖度(3)重要值的意义:1.反映种群的大小、多少和分布状况的综合性指标;2.反映了种群在群落中的地位和作用;3.可确定群落的优势种,表明群落的性质;4.可推断群落所在地的环境特点;5.是用于群落分类的一个很好的指标。3.种的综合优势比(SDR)SDR2:在密度比、盖度比、频度比、高度比和重量比这五项指标中任意两项求其平均值再乘以100%。SDR2=(密度比+盖
本文标题:第3部分-1 群落生态学
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