群落生态学（组成）课件x

第四章群落生态学CommunityEcology\n群落生态学章节内容生物群落的组成与结构生物群落的动态(演替)生物群落的分类与排序重点、难点群落组成和结构、演替群落生态学主要从群落水平阐述生物及其与环境的相互关系和规律。\n4.1生物群落的组成与结构Communitycompositionandstructure生物群落的概念和特征群落组成生物多样性群落结构影响群落组成和结构的因素\n一、群落概念和基本特征1.群落概念(definitionofcommunity)特定空间或生境下，生物种群有规律的组合。它们之间，以及与环境之间彼此影响，相互作用，具有特定的形态结构与营养结构，执行一定的功能。生物群落是生态系统中具有生命的部分。\nDefinition：Anyassemblageofpopulationsinanareaorhabitat,i.e.,allthedifferentspeciesinteractinginagivenlocation.Encompassesmanypopulationsofdifferentspecies.ComplexinteractionsbetweenindividualsofdifferentspeciesCommunitiesarealmostlikelivingorganisms.Community\n(1)具有一定种类组成：每个群落都是由植物、动物、微生物种群组成，种类组成是区别不同群落的首要特征。种类成分的多少及每种个体数量，是度量群落多样性的基础。柳杉群落红树林群落珊瑚群落2.群落的基本特征(7点)\nBryophytescommunity\nMushroomcommunity\n(2)不同物种之间相互影响必须相互适应、相互竞争，有规律的共处，在有序状态下共存。(3)形成群落环境定居生物对生活环境的改造结果。\n(4)具有一定的结构如形态结构、生态结构、营养结构。(5)一定的动态特征季节动态、年际动态、演替与演化。落叶阔叶林的冬季季相落叶阔叶林的夏季季相\n(6)一定的分布范围特定的地段或特定的生境。(7)群落的边界特征具有或明确或不明确的边界。树线(treeline)，草线(grassline)，雪线(snowline)\nTropicalsavannaandgrazersinKenya\nTundralandscapeandcaribouinAlaska\n二、群落的种类组成Speciescomposition1.群落种类组成的性质分析根据各个种在群落中的作用不同，将其划分为几个不同的群落成员型。植物群落研究中，常用的群落成员型有以下几类：\n(1)优势种、建群种和从属种对群落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(dominant species)。表现为个体数量多、体积大或生物量高，生活能力较强。群落不同层次可以有各自的优势种。优势层的优势种常称为建群种(constructive species)。如果群落中的建群种只有一个，则称为“单建群种群落”或“单优种群落”。如果具有两个或两个以上同等重要的建群种，则称为“共建种群落”或“共优种群落”。\nBambooforestConiferousforest\n从属种(subordinatespecies)除优势种外，群落中的其它物种称为从属种。植物群落中从属种分为两个类群：①依赖性从属种（dependentsubordinates）:它紧密地依赖于优势种所提供的条件，如果优势种被排除，则将导致它们在生境中绝灭；②另一个类群:不论优势种存在与否，都能在该群落生境中存在的物种。\n(2)关键种(keystonespecies)在生物群落中的作用至关重要，其存在与否影响到整个群落的结构和功能的植物种。关键种与优势种的区别：关键种对群落结构的影响远大于其多度显示的水平，对群落具有重要的和不相称的影响。传粉昆虫\n(3)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。(4)伴生种(accompanying species)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。(5)偶见种或罕见种(occasionalspecies)偶见种可能偶然地由人们带入或随着某种条件的改变而侵入群落中，也可能是衰退中的残遗种。有些偶见种具有生态指示意义。(6)冗余种(redundancyspecies)冗余种能抵御不良环境，提供未来进一步发展的机会。\n建群种偶见种优势种优势层亚优势种伴生种优势种：对群落（生物）结构和群落（物理）环境的形成有明显的控制作用的植物种建群种：优势层中的优势种，如森林中乔木层中的优势种。优势层是决定群落结构和群落环境的主要层次。亚优势种：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：群落中相伴优势种而存在的常见物种，但作用并不突出偶见种：群落中出现频率很低的物种，常常是种群本身的数量较少\n多度(abundance)与密度(density)多度：指物种个体数量的多少。多度是对植物群落中物种个体数目多少的一种估测指标。相对密度:是指样地内某一种植物的个体数占全部植物种个体数的百分比。某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比被称为密度比。2.种类组成的数量特征\n几种常用的多度等级DrudeClementsBraun-BlanquetSoc.极多Dominant优势D5非常多Cop3很多Abundant丰盛A4多Cop2多Frequent常见F3较多Cop1尚多Occasional偶见O2较少Sp.少Rare稀少r1少Sol.稀少Veryrare很少Vr+很少Un.个别\n盖度(coverage)盖度是指植物体地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。通常，分盖度或层盖度之和大于总盖度。群落中某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比，即为该物种的相对盖度。基盖度是指植物基部的覆盖面积。乔木的基盖度特称为显著度(dominance)。\n24\n频度(frequency)频度是指群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比。高度(height)某种植物的自然高度。\n优势度(dominant)优势度是某个中在群落中的地位和作用的大小。通常用重要值(Importancevalue,IV)表示。IV=[相对密度+相对频度+相对显著度]/300重要值越大，种的作用越大，地位越重要\n3.种类组成的调查通常，采用最小面积的方法来统计一个群落或一个地区的生物种类名录。群落最小面积定义为：群落中大多数种类都能出现的最小样方面积，通常用种--面积曲线来确定，即种--面积曲线的转折点所对应的样方面积。\n绘制种—面积曲线具体作法是：逐渐扩大样地面积，随着样地面积的增大，样地内植物的种数也在增加，但当物种增加到一定程度时，曲线则有明显变缓的趋势，通常把曲线陡度开始变缓处所对应的面积，作为最小面积。关于面积的扩大，法国的生态学工作者提出巢式样方法。转折点\nThespeciesrichnessofadominantgroupofectomycorrhizalfungi,ontreeislandsofconstantageandhostcompositionthatrangeinsizefrom<10to>10000m2wereexamined..\n群落类型群落最小面积地衣群落0.1~0.4m2苔藓群落1~4m2沙丘草原1~10m2干草原1~25m2草甸1~50m2高草地5~50m2灌丛10~50m2温带森林200~500m2热带雨林500~4000m2不同群落类型最小面积经验值\n31三、生物多样性(Biodiversity)1.生物多样性概念生物多样性就是地球上所有生物种，所有种的所有基因以及由它们和它们所处的生存环境相联系的生态系统的多样化程度。\n生物多样性的层次遗传多样性(geneticdiversity)：广义上指地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和；狭义上指主要指种内不同群体之间或同一种群内不同个体遗传变异的总和。物种多样性(speciesdiversity)：地球上生物有机体(动物、植物、微生物)的丰富程度生态系统多样性(ecosystemdiversity)：地球上生态系统组成、功能多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境、生物群落与生态过程的多样化。景观多样性(landscapediversity)：指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性或变异性。\n某个基因的等位基因的变化和染色体之间的差异导致个体间的遗传变异。同样，遗传变异在种群内和不同种群的个体间也可以发生（Groom等2006）。\n2.物种多样性α多样性：栖息地或群落中的物种多样性，测度群落内的物种多样性。β多样性：沿着环境梯度物种替代的程度。γ多样性：测度最大地理尺度上的多样性，体现一个地区或许多地区内穿过一系列群落的物种多样性总和。\nα多样性:群落内物种多样性物种丰富度(speciesrichness):指一群落或生境中物种数目的多寡。物种均匀度(speciesevenness):指一群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，反映各物种个体数目的分配均匀程度。\n例子：群落物种多样性群落1（s＝5，n＝25）群落2（s＝5，n＝25）哪个群落物种多样性高？\n物种多样性的测度丰富度指数均匀度指数多样性指数\n物种多样性的测度——丰富度指数Gleason指数Margalef指数DG=S／lnADM=(S-1)／lnN样方面积群落中物种数目观察到的个体总数群落中物种数目\n辛普森多样性指数(Simpson’sdiversityindex)DS=1-∑Pi2=1-(ni/N)2属于种i的个体在全部个体中的比例(=ni/N)H=-∑PilnPiShannon-Wiener多样性指数Pielou物种均匀度指数EH=H／Hmax=H／lnS最大均匀条件下的种类多样性（lnS）\n哪个群落物种多样性高？群落1（s＝5，n＝25）群落2（s＝5，n＝25）练习：\n群落1的物种多样性SpNPilnPiPilnPi1210.84-0.174-0.146210.04-3.219-0.129310.04-3.219-0.129410.04-3.219-0.129510.04-3.219-0.129H=-∑PilnPi=0.662E=H／lnS=0.411群落2的物种多样性SpNPilnPiPilnPi150.20-1.609-0.322250.20-1.609-0.322350.20-1.609-0.322450.20-1.609-0.322550.20-1.609-0.322H=-∑PilnPi=1.610E=H／lnS=1群落2物种多样性>群落1\nGlobalPatternsofBiodiversityKleidon&Mooney2000GCB\n物种多样性梯度自然界中物种多样性表现出规律性的梯度变化随纬度而变化随海拔而变化随水体深度而变化\na随纬度的变化一般是多样性随纬度升高而降低。蝴蝶类蜥蜴鸟类海洋双壳类\n我国南方北方群落的丰富度？热带雨林常绿阔叶林落叶阔叶林常绿针叶林苔原\nb随海拔而变化多样性一般是随海拔升高而降低海拔vs.物种数（喜马拉雅）鸟类维管植物哺乳类\nc随水体深度而变化多样性随深度增加而降低深度vs.物种数（深海）\n丰富度随水深度的增加而减少随着水深度的增加，物种的丰富度怎么变化？\n多样性与稳定性多数生态学家认为，群落的多样性是群落稳定性的一个重要尺度，多样性高的群落，物种之间往往形成了比较复杂的相互关系，食物链和食物网更加趋于复杂，当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时，群落由于有一个较强大的反馈系统，从而可以得到较大的缓冲。从群落能量学的角度来看，多样性高的群落，能流途径更多一些，当某一条途径受到干扰被堵塞不通时，就会有其它的路线予以补充。\nQ：为什么人工纯林易遭受病虫危害？群落在个体、种群和生态系统水平上对病虫害的防御，主要靠物种的多样性、各种复杂的种间关系、各种天敌。不冒烟的火灾\n生物多样性的保护\n绝灭Extinct（EX）如果没有理由怀疑一分类单元的最后一个个体已经死亡，即认为该分类单元已经绝灭。物种有袋狼、渡渡鸟、台湾云豹野外绝灭ExtinctintheWild（EW）如果已知一分类单元只生活在栽培、圈养条件下或者只作为自然化种群（或种群）生活在远离其过去的栖息地时，即认为该分类单元属于野外绝灭。物种有单峰骆驼、台湾梅花鹿极危CriticallyEndangered（CR）当一分类单元的野生种群面临即将绝灭的机率非常高时，该分类单元即列为极危。如台湾鲑鱼濒危Endangered（EN）当一分类单元未达到极危标准，但是其野生种群在不久的将来面临绝灭的机率很高时，该分类单元即列为濒危。例如：蓝鲸、麋鹿、熊猫。易危Vulnerable（VU）当一分类单元未达到极危或者濒危标准，但是在未来一段时间后，其野生种群面临绝灭的机率较高时该分类单元即列为易危。例如环尾狐猴、大白鲨、北极熊。近危NearThreatened（NT）当一分类单元未达到极危、濒危或者易危标准，但是在未来一段时间后，接近符合或可能符合受威胁等级，该分类单元即列为近危。例如：小头睡鲨，兔狲。无危LeastConcern（LC）当一分类单元被评估未达到极危、濒危、易危或者近危标准，该分类单元即列为无危。广泛分布和种类丰富的分类单元都属于该等级。例如：台湾蓝鹊、狼。未予评估NotEvaluated（NE）如果一分类单元未经应用本标准进行评估，则可将该分类单元列为未予评估。