群落生態(tài)學課件

1、第四章 群落生態(tài)學生物群落的組成與結(jié)構(gòu)生物群落的動態(tài)7/29/20221第1頁，共34頁。第一節(jié) 生物群落的組成與結(jié)構(gòu)一、生物群落的基本概念二、群落種類組成三、群落的外貌和結(jié)構(gòu)四、影響群落結(jié)構(gòu)的因素7/29/20222第2頁，共34頁。一、 生物群落的基本概念1、生物群落的定義群落（community）:在相同時間聚集在同一地段上的各種生物種群的集合體。包括棲息在同一地域中的動物、植物和微生物。不是雜亂無章地堆積在一起，而是在一定的生境下相互作用地有規(guī)律地生長在一起，并與環(huán)境發(fā)生一定的相互作用，共同組成一個統(tǒng)一體。7/29/20223第3頁，共34頁。2、生物群落的性質(zhì)機體論學派(organi

2、smic school)群落是客觀存在的實體，是一個有組織的生物系統(tǒng)，像有機體與種群那樣，被稱為機體論學派。 個體論學派(individualistic school) 群落是生態(tài)學家為了便于研究，從一個連續(xù)變化著的植被連續(xù)體中人為確定的一組物種的組合，被稱為個體論學派。密度密度環(huán)境梯度環(huán)境梯度ABCDABCD一、 生物群落的基本概念7/29/20224第4頁，共34頁。3、常規(guī)的群落類型封閉型清晰的邊界分明的群落交錯區(qū)明顯的集合物種相間 協(xié)同進化顯著開放型邊界模糊,漸進物種間少或沒有集合協(xié)同進化不普遍或不明確豐度地理范圍大量的單一物種豐度地理范圍一、 生物群落的基本概念7/29/20225第

3、5頁，共34頁。群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)群落交錯區(qū)（ecotone）(生態(tài)交錯區(qū)或生態(tài)過渡帶)：兩個或多個群落之間的過渡區(qū)域。邊緣效應(yīng)(edge effect)：群落交錯區(qū)的生物種類和種群密度增加的現(xiàn)象稱邊緣效應(yīng)。邊緣效應(yīng)產(chǎn)生的原因：在群落交錯區(qū)往往包含兩個重疊群落中所有的一些種以及交錯區(qū)的特有種；群落交錯區(qū)的環(huán)境比較復雜，兩類群落中的生物能夠通過遷移而交流，能為不同生態(tài)類型植物定居，從而為更多的動物提供食物、營巢地隱蔽條件。7/29/20226第6頁，共34頁。群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)原理的實踐意義利用群落交錯區(qū)的邊緣效應(yīng)增加邊緣長度和交錯區(qū)面積，提高野生動物的產(chǎn)量。人類活動而形成的交錯區(qū)有

4、的有利，有的是不利的。7/29/20227第7頁，共34頁。4、群落的基本特征（1）、具有一定的種類組成和外貌：物種數(shù)和個體數(shù)。（2）、不同物種之間的相互影響：必須共同適應(yīng)它們所處的無機環(huán)境；它們內(nèi)部的相互關(guān)系必須取得協(xié)調(diào)和發(fā)展(種群構(gòu)成群落的二個條件)。（3）、形成群落環(huán)境：定居生物對生活環(huán)境的改造結(jié)果。7/29/20228第8頁，共34頁。（4）、具有一定的結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。（5）、一定的動態(tài)特征:季節(jié)動態(tài)、年際動態(tài)、演替與演化。（6）、一定的分布范圍：特定的地段或特定的生境。（7）、群落的邊界特征：或明確或不明確的邊界。（8）、不同物種在群落中作用不同4、群落的基本特征

5、7/29/20229第9頁，共34頁。二、群落的種類組成（一）、種類組成性質(zhì)分析最小表現(xiàn)面積：指基本上能夠表現(xiàn)出某群落類型植物種類的最小面積稱為最小表現(xiàn)面積。群落結(jié)構(gòu)的復雜程度和群落最小面積的大小是一種正比關(guān)系。樣方面積S0物種數(shù)7/29/202210第10頁，共34頁。（一）、種類組成性質(zhì)分析法國生態(tài)工作者用標準化了的巢式樣方研究世界各地不同草本植被類型的種類數(shù)目特征，所用的樣方面積最初為1/64，以后成倍加大。他們把每含樣地總種84%的面積做為群落的最小面積。7/29/202211第11頁，共34頁。（一）、種類組成性質(zhì)分析1.優(yōu)勢種和建群種: 對群落的結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境的形成有明顯控制作用的

6、物種稱為優(yōu)勢種（dominant species）；優(yōu)勢層的優(yōu)勢種稱建群種（constructive species）。2.次優(yōu)勢種（subdominant species）/亞優(yōu)勢種: 指個體數(shù)量與作用都次于優(yōu)勢種,但在決定群落性質(zhì)和控制群落環(huán)境方面仍起著一定作用的物種。7/29/202212第12頁，共34頁。（一）、種類組成性質(zhì)分析3.伴生種（companion species）：為群落的常見物種，它與優(yōu)勢種相伴存在，但不起主要作用。4.偶見種或罕見種(rare species)：是那些在群落中出現(xiàn)頻率很低的種類。5.關(guān)鍵種（keystone-species):在維護生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)

7、穩(wěn)定性方面起重要作用，如果它們消失或削弱，整個生態(tài)系統(tǒng)就可能發(fā)生根本性的變化。 7/29/202213第13頁，共34頁。關(guān)鍵種生物群落中，處于較高營養(yǎng)級的少數(shù)物種，其取食活動對群落的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的影響，稱關(guān)鍵種。關(guān)鍵種可以是頂極捕食者，也可以是那些去除后對群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響的物種。 。海星荔枝螺石鱉帽貝貽貝滕壺龜足7/29/202214第14頁，共34頁。（一）、種類組成性質(zhì)分析關(guān)鍵種和優(yōu)勢種的區(qū)別:生物量雖然低，但關(guān)鍵中的存在對于維持生物群落的組成和多樣性具有決定性意義。關(guān)鍵種是哪些對群落的影響與其數(shù)量不成比例的物種。優(yōu)勢種是哪些對生物群落的影響與其生物量相適應(yīng)的物種。7/29/2022

8、15第15頁，共34頁。（二）、種類組成的數(shù)量特征1.多度：是目測估計指標，對物種個體數(shù)目多少的一種估測指標。7/29/202216第16頁，共34頁。（二）、種類組成的數(shù)量特征2.密度：單位面積或單位空間內(nèi)的個體數(shù)。 D=N/S相對密度：某一物種的個體數(shù)點全部物種個體數(shù)的百分比。密度比：某一物種的密度占群落中密度最高的物種密度的百分比。3.蓋度：指植物地上部分的垂直投影面積占樣地面積的百分比。分種蓋度（分蓋度）、總蓋度（群落蓋度）基蓋度：植物基部的覆蓋面積。相對蓋度：某一物種的分蓋度占所有分蓋度之和的百分比。蓋度比：某一物種的蓋度占最大物種的蓋度的百分比。7/29/202217第17頁，共3

9、4頁。（二）、種類組成的數(shù)量特征4.頻度：某個物種在調(diào)查范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率。頻度=某種出現(xiàn)的樣方數(shù)/樣方總數(shù)100%Raukiaer定律：ABCDE7/29/202218第18頁，共34頁。（二）、種類組成的數(shù)量特征5.高度：自然高度和絕對高度。6.重量和相對重量：單位面積或容積內(nèi)某一物種的重量占全部物種重量的百分比。在草原群落中分鮮重與干重密度、蓋度、高度、頻度、生物量稱為群落的四度一量。注意相對指標與指標比的差異7/29/202219第19頁，共34頁。（二）、種類組成的數(shù)量特征優(yōu)勢度與綜合優(yōu)勢比優(yōu)勢度：表示一個種在群落中的地位和作用。定義和計算方法不統(tǒng)一。日本學者提出綜合數(shù)量指標。包括兩個

10、因素，三因素，四因素和五因素，即在密度比，蓋度比，頻度比高度比和重量比這五項指標中任意取，求平均值。如SDR2=（密度比 +蓋度比）/2100%7/29/202220第20頁，共34頁。（二）、種類組成的數(shù)量特征重要值：用來表示某個種在群落中的地位和作用的綜合數(shù)量指標。重要值=相對密度+相對頻度+相對蓋度/37/29/202221第21頁，共34頁。（三）、物種的多樣性生物多樣性：指生物中的多樣化和變異性以及物種生境的生態(tài)復雜性，它包括植物、動物、微生物的所用種及其組成的群落和生態(tài)系統(tǒng)。三個層次：遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。7/29/202222第22頁，共34頁。1.物種多樣測度

11、豐富度指數(shù)Gleason指數(shù)Margalef指數(shù)D=（S-1）lnAD=(S-1)lnN單位面積群落中物種數(shù)目觀察到的個體總數(shù)群落中總物種數(shù)目7/29/202223第23頁，共34頁。2.物種多樣測度多樣性指數(shù)辛普生多樣性指數(shù)(Simpsons diversity index)香農(nóng)威納指數(shù)(Shannon-Wiener index)D=1-PiH=-Pilog2Pi屬于種i 的個體在全部個體中的比例多樣性指數(shù)第i 個物種屬于種i 的個體在全部個體中的比例多樣性指數(shù)7/29/202224第24頁，共34頁。3.物種多樣測度-物種均勻性指數(shù)均勻度不均勻性E= HHmax R= (Hmax - H)

12、 (Hmax - H min )實際的種類多樣性最大均勻條件下的種類多樣性（logeS）Hmax =-s(1/s loge 1/s )=loge s群落中的最大物種數(shù)Hmin =-S/S loge S/S )=0 = 1 - H Hmax7/29/202225第25頁，共34頁。（三）、物種的多樣性4.生態(tài)系統(tǒng)物種豐富度模型5.物種多樣性梯度（1）多樣性隨緯度變化 （2）多樣性隨海拔變化 7/29/202226第26頁，共34頁。7/29/202227第27頁，共34頁。（三）、物種的多樣性4.生態(tài)系統(tǒng)物種豐富度模型5.物種多樣性梯度（1）多樣性隨緯度變化 （2）多樣性隨海拔變化 （3）多樣性

13、隨深度變化由此可以看出其一般規(guī)律：物種多樣性總的趨勢是隨熱量分布的變化而變化。（4）隨演替進展變化7/29/202228第28頁，共34頁。（三）、物種的多樣性6.物種多樣性的影響因素（1）時間：進化時間和生態(tài)時間（2）空間異質(zhì)性學說（3）氣候穩(wěn)定學說（4）競爭學說（5）捕食學說（6）生產(chǎn)力學說（7）綜合作用7/29/202229第29頁，共34頁。三、群落的結(jié)構(gòu)(一）垂直結(jié)構(gòu)主要指成層現(xiàn)象陸地群落的分層與光的利用有關(guān)，群落層次主要是由植物生活型所決定。陸地動物群落的分層主要與食物有關(guān)，其次與不同層次的微氣候條件有關(guān)。ABCDA草被層；B灌木層；C下木層；D林冠層7/29/202230第30頁，共34頁。三、群落的結(jié)構(gòu)（二）水平結(jié)構(gòu)主要特征就是鑲嵌性。鑲嵌性：植物個體在水平方向上的分布不均勻造成的小群落斑塊相間的現(xiàn)象。氣候影響：微氣候、徑流土壤影響：營養(yǎng)物質(zhì)、土壤質(zhì)地、地形特點植物影響：他感作用、遮蔭作用、繁殖特點動物影響：喜食情況、種子散布、食物貯藏、排泄物、踐踏、挖洞7/29/