环境生态学第4章主文件

§4－2 生物群落的种类组成 二、种类组成的数量特征
优势度(dominance)
3.
表示一个种在群落中的地位和作用。
综
定义和计算方法不统一。
合
重要值（important value，I.V）
数
也是用来表示某个种在群落中的作用与地位。 森林
量
重要值(I.V)=相对密度+相对频度+相对优势度
指
草原
标
重要值(I.V)=相对密度+相对频度+相对盖度
落它的们结内构部、的功相能互以关及系稳必定需性取 具 有得重协大调的和贡平献衡。，即是结构趋 同和协同进化的结果。
§4－1 生物群落的概念 三、关于群落性质的观点
机体论学派(organismic school)
将群落比拟为一个生物有机
体，看成是一个自然单位。
理论根据：
演替
群落先锋 有机体
生活
顶极 死亡
定律说明：在一个种类分布比较均一致的群落中，属于A级频度 的种类占大多数，B、和D级频度的种类较少，E级频度的植物是 群落中的优势种或建群种，其数目也较多。 事实证明：定律适用于任何稳定性较高而种类分布均匀的群落， 其均匀性与A级和E级的大小成正比；E级越高其均匀性越大；如 B、C和D级的比例增高，则说明种的分布不均匀，预示着植被有 分化和演替的趋势。
我国南方常绿阔叶林
在Humboldt(1807) 、Warming(1909) 、 Mobius(1877) 、Shelford(1911) 、 Odum(1957)等人的基础上，综合给出的 定义。
我国北方硕桦林
§4－1 生物群落的概念 二、生物群落的基本特征
具有一定的种类组成 不同物种之间的相互影响 形成群落环境 具有一定的结构 一定的动态特征 一定的分布范围 群落的边界特特征 群落中各物种不具有同等
§4－3 生物群落的结构
一、群落的结构单元
生活型（life form）
高位芽
地面芽
是生物对综合环境条件长
1.
期适应的外部表现形式，同一
生 活
生活型的生物表示它们对环境 的适应途径和适应方法相同或 相似。是对相同环境条件进行
型
趋同适应的结果。
地上芽 地下芽
植物的生活型类型 （Raunkiaer生活型系统）
个体论学派(individualistic school)
群落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组合，
被称为个体论学派。
丰度
丰度
地理范围 地理范围
§4－2 生物群落的种类组成
一、种类组成的性质分析 二、种类组成的数量特征 三、物种的多样性
§4－2 生物群落的种类组成 一、种类组成的性质分析
Sp N Pi logepi 1 5 0.20 -1.609 2 5 0.20 -1.609 3 5 0.20 -1.609 4 5 0.20 -1.609 5 5 0.20 -1.609 T 25 1.00
pilogepi -0.322 -0.322 -0.322 -0.322 -0.322 -1.610
也是群落结构的基本单位之一。
是指由相同生活型或相似生态要求的种组成的
2.
机能群落。
层 层片的层的区别
片
层可能属于一个层片，也可能属于不同的层片；
H=-∑PilogePi=0.662 E= H／Hmax＝0.662/3.219=0.206
H=-∑PilogePi=1.610 E= H／Hmax＝ 1.610/3.219=0.500
§4－2 生物群落的种类组成 三、物种的多样性
物种多样性指数应用举例
2. 物
0.9
Pi
0.8 0.7
种
0.6 0.5
度
则D=0
当群落中全部个体分属于不同物种时，
则D=1-(1/n)
§4－2 生物群落的种类组成 三、物种的多样性
香农－威纳指数
当群落中全部个体均属于同一个物种时，表示
2.
不存在着不确定性，
物
即信息量为，Hmin=0
种 多 样
当群落中全部个体均属于不同物种时，表示存
在的不确定性最大， 则信息量也为最大，Hmax=log2n
多度
2.
多度(abundance)是对植物群中物种个体数
单
目多少的一种估测指标。
个
数
我国
量
常用
指
>90%
标
-70%
-50%
-30% -10%
>10%
§4－2 生物群落的种类组成 二、种类组成的数量特征
密度
不仅反
2.
指单位面积或空间上某一物种的个体数目。 映了植
单
相对密度
物所占
个
是指样地内某一物种的个体数占全部物 水平空
§4－3 生物群落的结构
一、群落的结构单元
生活型谱
统计某个地区或某个植物群落内各类生活型的
1.
数量对比关系称为生活型谱。某一生活型的百分率=该
生
地区生活型的植物种数/
活
该地区全部植物的种数
型
高位芽植物气候
地上芽植物气候 一年生植物气候 地面芽植物气候
§4－3 生物群落的结构
一、群落的结构单元
层片(synusia)的概念
根据物种在群落中所起的作用，将它们分成 不同的群落成员型：
优势种与建群种
优势种 群落中能有效地控制能流和物质循环， 并对群落的结构和群落环境形成明显控 制作用的物种。 建群种 指优势层中的优势种。
单建群种群落 群落中建群中只有一个，如北方森 林、草原地中常见。 共建群种群落 有两个或以上的同等重要的建群 种，如南方热带森林中常见。
念
物种的均匀度(species evenness)
它是批一个群落或生境中全部物种个体数目的分配
状况，它反映的是各物种个体数目分配的均匀程
度。
§4－2 生物群落的种类组成 三、物种的多样性
辛普森多样性指数 (Simpson’s diversity index)
Simpson(1949)设想：在无限大小的群落中，如随机抽取
有代表性。
样
样地大小
种 数
地
的
森林→≧100m2 我
设
灌木→15-25m2 国
置
草地→1-4m2。
S0 样方面积
与
样地形状）
记 载
样方、样圆、样带等。
观察记载
一个群落(地方)的生物
种类名录。
最小表现面积： 指基本上能够表现
出某群落类型植物种类 的最小面积称为最小表 现面积。
§4－2 生物群落的种类组成 二、种类组成的数量特征
可能偶然地由人们带入或随着 环境条件改变而侵入，也可能 是衰退中的残贵种， 有些偶见种的出现。可能有重 要的生态指示意义。
小半灌冷蒿
如马尾松林中的乌饭树 和类饭花等。
如杜鹃茶花(常绿阔叶林 中) ，出现在特定的生境 或环境条件下。
§4－2 生物群落的种类组成 二、种类组成的数量特征
样地设置要求
物
1.
数 量
种个体数的比例。 密度比 某一物种的密度占群落中密度最高的物种
间，还 反映了 植物间
指
密度的比例。
的相互
标 盖度(coverage)
关系，
指植物地上部垂直投影占样地面积的百分
是群落
比，也亦“投影盖度” 。
结构的
种盖度(分盖度) 、层盖度(种组盖度)和总盖度 一个重
(群落盖度) 。相对盖度和盖度比。
Sp N Pi logepi pilogepi 1 21 0.84 -0.174 -0.146
2 1 0.04 -3.219 -0.129
3 1 0.04 -3.219 -0.129
4 1 0.04 -3.219 -0.129
5 1 0.04 -3.219 -0.129
T 25 1.00
-0.662
物种均匀性与不均匀性指数
物种最大多 样性，即数 学期望值
性
均匀性
E
H
的
指数
H max
测
R
H max H
度
不均匀
H max H min
性指数
1 H
H max
§4－2 生物群落的种类组成 三、物种的多样性
2. 物种多样性的测度
物种多样性指数应用举例
假设的森林群落的物种多样性--群落A 假设的森林群落的物种多样性--群落B
综合优势比(summed dominance ratio，SDR)
在密度比、盖度比、频度比、高度比和重量比五项指 标中取任何两项示其平均值： SDR2=(密度比+盖度比)/2×100%
§4－2 生物群落的种类组成 三、物种的多样性
生物多样性(biodiversity)
1.
是指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生
要指标
%
频度（frequencg）
某物种出现的样方数占样方总数的比例。
60 50
53 Raunkiaer标准频度图解 A级: 1%-20%
B级: 21%-40%
40 30
C级: 41%-60%
20 10
14 9
16 8
D级: 61%-80% E级: 80-100%
0 A B C DE
Raunkiaer 频度定律 五个频度 级的关系 是： A>B>C≧ D<E
§4 群落生态学
§4－1 §4－2 §4－3 §4－4
生物群落的概念 生物群落的种类组成 生物群落的结构 生物群落的动态
§4－1 生物群落的概念
一、生物群落的概念 二、生物群落的基本特征 三、关于群落性质的观点
§4－1 生物群落的概念 一、生物群落的概念
生物群落（community）
是特定空间或生境条件下， 若干生物种群有规律的组合，这 些生物种群间相互影响，相互作 用，具有一定的形态结构和营养 结构，执行一定的功能 。
的 测
取两个个体样本时，属于物种i的概率就应为
Pi2(Pi×Pi) 。 如果将群落中全部种的概率合起来，就得到了辛普森
度
多样性指数：
D 1
n
Pi2 1
n
( Ni )2
i 1
i1 N
有限抽 样总体
§4－2 生物群落的种类组成 三、物种的多样性
香农－威纳指数(Shannon-Wiener index)
的群落学重要性
种和任物环→首种种类种形何对境要类类组的成一环还特组组成个群个境具征成成体(落群一有动。及是数内在方很物个区。的形面大、体别环成适的植数不境过应改物是同。程，造和测群中同作微度落，时用生物的生对物)
形种态多结样构性(外的貌基)础。。
各是生营特物在态养定种有结结的之序构构地间的((生食段相状活物或互态型关特作中组系定用共成)的和存。)生联的。境系←。，两 个季演在必机条节化明一需环件动。确个共境：态或群同。、不落适年明中应际确，它动的有们态边些所、界物处演。种的替对无与群
多
0.4
0.3
样
0.2
性
0.1 0
的
测
度
物种均匀度--物种等级-多度曲线
表示群落只 被其中的一 个物种统治
Ⱥ Âä A Ⱥ Âä B
表示群落各 物种比例均 匀
1
2
3
4
5多度等级
§4－3 生物群落的结构
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、群落的时间结构 五、群落交错区 六、影响群落结构的因素
2. 两个个体的样本，它们属于同一个物种的概率是多少？
物 随机取样的两个个体属于不同种的概率=1－随机取样的两
种 个体属于同种的概率
多 再进一步设定：群落中物种 i(i=1，2, …, n) 的个
样 体数占群落中总个体数的比例(密度比)为Pi，那么，
性 抽取一个个体样本时，属于第i物种的概率就为pi，抽
高位芽植物 地上芽植物 地面芽植物 隐芽植物 一年生植物
选择了休眠芽在不良 又季休称节眠浅的芽地着位下生于芽位距植置地物做面为 或划2更更5半分㎝新新隐生以芽芽芽活上位位植型。于于物的土较，标壤深更准表土。 新这面层大芽一致中高位标2或5位于准㎝水(近即>中，3地反0，多m面映多)为土了为植 层物半鳞中内对灌茎高，环木类位冬境或、(季的草8块-地适3本茎0m上应植类)部特物和点。， 分又以根小全简种茎高枯单子类位死明越多(，确2冬年-即，8。生m为被)草多广本泛 年应植矮生用物高草。或位本水(植2生0物㎝植。-物2m。)
生
态复杂性。
物 多 样
生物多样性一般有三个水平:
遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性
指是地指涉球地及上球的生上是物生生个物物体有圈 中机所体中包的生含多物的样群遗化落传、信生 息的境总和和生。态过程的
性
物种多样性的涵义
多样化
的
物种的数目或丰富度(Species richness)
概
它是指一个群落或生境中物种数目的多少。
是用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性。
2.
不确定性越高，则物种多样性也就越高。
物
根据信息论理论，其计算公式为：
种 多 样
多样性 指数
n
H Pi log 2 Pi i 1
计量单位：
log2→nit log10→dit ln→bit
性
物种多样性指数的意义
的
辛普森指数
测
当群落中全部个体均属于同一个物种时，
优势层 群落有成层现 象，如乔木层、 灌木层、草木 层，每层很有 优势种，起主 要作用的层— —优势层。
§4－2 生物群落的种类组成 一、种类组成的性质分析
亚优势种
（复层群落中，常居于下层） 指在个体数量，对群落控制仅 次于优势种的物种。
伴生种
群落中与优势种伴生的常见种 类，但不起重要作用。
偶见种（稀有种）