第03章群落生态学

第一节 生物群落的概念一、生物群落的定义生物群落 在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。二、群落的基本特征1种类组成特征； 2各物种间相互关联3形成独特的群落内部环境； 4具有一定的空间结构5具有一定的动态特征 6有一定的分布范围7具有边界特征 8各物种重要性不同第二节 群落的种类组成如何调查群落的种类组成？一般的工作步骤如下：1. 选择样地（ Stand selected）：典型取样 即选择能代表所研究群落基本特征的一定地段或一定空间，所选样地应注意环境条件的一致性与群落外貌的一致性，最好处于群落的中心部位，避免过渡地段。2. 随机选取样方（ select plots randomly）两个关键问题：a.如何保证随机取样？b.样方大小？ 随机取样的方法：五点取样法；机械布点法；样线法；随机抛射法；双人配合踏察法等。确定取样面积一般用巢式取样法来确定（如下图）。1 23 4567巢式样方法a.曲线拐点对应的面积即为群落的最小表现面积；b.85%的种所对应的面积为群落的最小表现面积；c.对应的面积不是整数时，应适当扩大面积，使取样时的实际面积为一整数。3、数量指标调查a. 物种名录 b. 密度 c. 高度d. 盖度 是植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。 “ 基盖度 ” ，草原群落，以离地面2.54cm高度的断面积计算；森林群落，则以树木胸高（1.3m） 断面积计算。e. 频度 某物种在调查范围内出现的频率，即出现该物种的样方数占全部样方数的百分比。f. 综合数量指标 重要值（ IV）IV=相对密度相对频度相对盖度Raunkiaer 提出的群落物种频度定律两条结论：a. 群落的均匀性与 A级和 E级的大小成正比。b. B、 C、 D级的比例增高时，说明群落中种的分布不均匀，暗示着植被分化和演替的趋势。4、种类组成的性质分析（ a）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种称为 优势种。 优势层中的优势种（此处为乔木层）常称为 建群种。 “ 单优种群落 ” ； “ 共优种群落 ” 或“ 共建种群落 ” 。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。 保护珍稀濒危植物的关键环节是保护那些建群植物和优势植物，以保护濒危植物的生存环境。（ b）亚优势种亚优势种 （ subdominant） 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。（ c）伴生种伴生种 （ companion species） 为群落的常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。（ d）偶见种或稀见种偶见种 （ rare species） 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。5. 物种多样性计算 生物多样性 生物的多样化和变异性，以及生境的复杂性。 层次 遗传、物种、生态系统、景观多样性。 物种多样性 丰富度和均匀度。 辛普森和香农 -威纳指数（值越高，多样性越高）。 物种多样性空间变化规律 随纬度、海拔、水深的增加呈下降趋势。第三节 群落的结构一、群落的结构要素生活型（ life form） 是生物对外界环境适应的外部表现形式 ，同一生活型的生物，不但体态相似，而且其适应特点也是相似的。趋同适应的结果。1） Raunkiaer 的生活型系统 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 地面 25cm以上（ 2） 地上芽植物（ 3） 地面芽植物（ 4） 隐芽植物（ 5）一年生植物上述生活型的比例构成被称为 生活型谱。群落（地点） 生 活 型高位芽植物 /%地上芽植物 /%地面芽植物 /%隐芽植物 /%一年生植物 /%热带雨林（海南岛）热带山地雨林（海南岛）南亚热带季风常绿阔叶林（福建和溪）中亚热带常绿阔叶林（浙江）暖温带落叶阔叶林 (秦岭北坡 )寒温带暗针叶林（长白山）温带草原（东北）96.8887.6363.0076.1052.0025.403.600.775.995.001.005.004.402.000.423.4212.0013.1038.0039.6041.100.982.446.007.803.7026.4019.000014.002.001.303.2033.402）我国的 生活型类群 中国植被 木本植 物 乔木； 灌木； 竹类； 藤本植物； 附生木本植物； 寄生木本植物； 半木本植物 半灌木与小半灌木； 草本植物 多年生草本植物； 一年生草本植物； 寄生草本植物； 腐生草本植物； 水生草本植物； 叶状体植物 苔藓及地衣； 藻菌。二、群落的外貌与季相群落的外貌 (physiognomy) 是指群落的外部表现特征 ，是认识植物群落的基础，也是区分不同植被类型的主要标志，如森体、草原和荒漠等，首先就是根据外貌区别开来的。而就森林而言，针叶林、夏绿阔叶林、常绿阔叶林和热带雨林等，也是根据外貌区别出来的。随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌，这就是 季相 。三、群落的垂直结构 群落分层现象。 陆地植物群落的分层，与光的利用有关。 温带夏绿阔叶林的地上成层现象最为明显，寒温带针叶林的成层结构简单，而热带森林的成层结构最为复杂。 成层结构是自然选择的结果，它显著提高了植物利用环境资源的能力。 动物的分层现象主要与食物有关；其次还与不同层次的微气候条件有关。 水生动物分层主要取决于阳光、温度、食物和含氧等。鸣禽的取食范围植物冠层高度的多样性和鸟类数目的多样性(MacArthur 1961)四、群落的水平结构 群落的配置状况或水平格局，即群落二维结构。 镶嵌性（ mosaic） 群落内部环境因子的不均匀性（地形和微地形的变化、土壤湿度和盐渍化程度的差异以及人与动物的影响），是群落镶嵌性的主要原因。植物群落的镶嵌分布格局五、群落交错区与边缘效应群落交错区 是两个或多个群落之间（或生态地带之间）的过渡区域。群落的交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带，在这里，群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大。边缘效应 群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势 被称为。不同群落组合对营巢鸟的边缘效应第四节 影响群落组成和结构的因素一、生物因素（一）竞争 异质性生境中，竞争导致生态位分化，使群落物种多样性增高。植物的资源比例竞争模型（ a） 两种植物竞争两种资源 Tilman模型的各种结局 （ b） 五种植物竞争两种资源 Tilman模型的各种结局植物利用相同资源，很难产生生态位分化，如何共存？ 多种植物在竞争少数相同资源中，对资源的差异性需求，是其共存的根据之一。 另一种解释是在一个生境中各种生态因素并不是均匀分布的， 空间异质性是物种共存的另一根据。（二）捕食捕食对群落结构形成的作用，视捕食者是泛化种还是特化种而异。泛化捕食者 的捕食作用在一定的捕食强度下能提高群落物种多样性。特化捕食者 如果喜食的是竞争上占优势的种类，则能提高群落物种多样性。特化捕食者如果喜食的是竞争上占劣势的种类，则结果相反，捕食降低了多样性。二、干扰对群落结构的影响干扰 强度和频度 ，决定群落盖度。计算机模拟的雪崩对云杉林盖度的影响（ 40a和 5a间隔） 干扰造成 群落缺口 ； 在没有继续干扰的条件下，缺口可能被周围群落的任何一个种侵入和占据，并发展成为优势者，哪一种是优胜者完全取决于随机因素，这过程即 抽彩式竞争 。 中度干扰假说 中