群落
4.1 群落概念
在一定地段的自然环境条件下,由彼此在 发展中有密切联系的动物、植物和微生物 有规律地组合成的生物群体,叫做生物群 落。
每个生物群落都是自然界真实存在的一个 整体单位,占据着生物圈的一定地区,具 有一定的组成和结构,在物质和能量交换 中执行着独特的功能。
Whether is the
The really existing
organize unit or not in organized unit, not the
nature?
results of the taxonomy
Random combination, not the organized unit
Ambiguity of boundary: Unlike an organism or machine, the boundary of a community is unclear. Sometimes, there is a broad transitional zone between communities such as forest and grassland.
1.3 Property of community
The Organismic school (机体论派) hold that community is a real organic entity, and the organized assemblage of species populations. That is, community has certain tissue structure, can develop and eventually die as organism does.
高中生物必修3讲义:第4章 第3节 群落的结构 含解析
第3节 群落的结构[学习目标] 1.群落的结构特征。
2.土壤小动物类群丰富度的研究。
知识点一 群落的概念及物种组成知识梳理1.群落 (1)概念同一时间内聚集在一定区域中各种□01生物种群的集合。
(2)举例①一个池塘里全部鲤鱼。
(□02×) ②一个池塘里全部鱼。
(□03×) ③一个池塘里所有生物。
(□04√) (3)与种群的关系同种生物个体――→全部□05种群――→所有种群□06群落2.群落水平上的研究问题 (1)研究的问题(2)基础:研究群落的基础是研究□12种群。
3.群落的物种组成(1)意义:不同群落的□13物种数目有差别,所以群落的物种组成是□14区别不同群落的重要特征。
(2)衡量指标:□15丰富度,即群落中□16物种数目的多少。
(3)规律:不同群落丰富度不同,越靠近热带地区,单位面积内的物种□17越丰富。
海拔越高,群落丰富度□18越低。
4.土壤中小动物类群丰富度的研究(1)实验原理①土壤动物具有□19趋暗、□20趋湿、□21避高温的习性。
②调查方法:常用□22取样器取样的方法进行采集、调查。
③调查对象:样本中肉眼可见的所有动物。
④调查指标:样本中小动物的□23种类和数量。
⑤丰富度统计方法:一是□24记名计算法,二是□25目测估计法。
(2)实验步骤(3)实验结论①组成不同群落的优势种是不同的,不同群落的□32物种丰富度是不同的。
②一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种□33越多,群落结构也□34越复杂。
(4)用具分析①诱虫器诱虫器中的□35电灯是发挥作用的主要装置,它利用土壤动物具有□36趋暗、趋湿、避高温的习性,远离光源、热源。
②吸虫器吸虫器中的纱布作用是防止□37将土壤小动物吸走,将其收集在试管中。
(5)注意事项①取样时应注意□38随机取样,避免人为心理作用,以免结果偏差较大。
②用体积分数为□3970%的酒精杀死并保存标本,若要保存活体通常用含有湿棉花的试管收集。
群落生态学群落的组成与结构
苇莺
丘鹬
榛鸡
水生植物群落的成层性
主要与光照、 温度、食物和 溶氧量有关
– 挺水草本层、 飘浮草本层、 水面高草层、 沉水漂草层、 沉水矮草层、 水底层
漂浮动物 浮游动物、 游泳动物、 底栖动物、 附底动物、 底内动物
60
三、 群落的水平结构
• 概念:群落中植物种类在水平方向上不均匀 配置,使群落表现出斑块相间的外形。
D=1-ΣPi2
– Shannon-Weiner指数
H =-ΣPilnPi
– Pielou均匀度指数:E=H/Hmax Hmax为群落可能的最大多样性指数:Hmax=LnS
39
0(0.00) 50(0.50) 1(0.01)
100(1.00) 50(0.50) 99(0.99)
多样性指数计算 ln2=0.69 ln0.01=-4.605
由于种群本身数量稀少的缘故
– 指示种、特征种
26
阔叶红松林混交林群落的物种(乔木层): 优势种:红松、紫椴 亚优势种:水曲柳、胡桃楸、黄波罗、榆 伴生种:槭、云冷杉 偶见种:落叶松、山杨
群落成员型的确定--种类组成的数量特征
• 多度 (abundance):物种个体数目的多少 • 密度 (density):物种在单位面积或空间上
D(61-80%)
E(81-100%)
• 重要值 (important value)
– IV=相对密度+相对频度+相对优势度/ 相对盖度
三、群落的物种多样性
生物多样性:生物中的多样化和变异性以及物种 生境的生态复杂性,包括植物、动物和微生物的 所有种及其组成的群和系统,包括遗传多样性、 物种多样性和生态系统多样性3个层次。
群落的组成与结构讲解
种的多样性
生物多样性(biodiversity):生物中的多样化和变异性以及物种生 境的生态复杂性。
物种丰富度(species richness):指一群落或生境中物种数目的多寡。 物种均匀度(species evenness):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。
水生群落的分层现象
影响浮游动物垂直分布的原 因主要有阳光、 温度、食物和含氧量等。
33
栎林中鸟类在不同层次中的相对密度
种名
林鸽 茶腹 青山雀 长尾山雀 旋木雀 煤山雀 沼泽山雀 大山雀 载菊 乌鸫 红胸句鸟 鹪鹩
林冠层 高于11.6米
乔木层
5——11.6 米
333 34 150 122 32 45 15 25 2 2 —— ——
1
生物群落的概念 群落的种类组成 群落的结构 群落组织—影响群落结构的因素
2
第一节 生物群落的概念
对群落概念的不同认识
Alexander Humboldt:特定的外貌,对生境因素的综合反应 E.Warming:一定的种组成的天然群聚 俄国学派:有机体的特定组合,有机体之间及其与环境之间相互影响 V.E. Shelford: 具有一致的种类组成且外貌一致的生物聚集体 E.P. Odum: 种类外貌一致、具有一定 的营养结构、代谢格局、结构单元、生命部 分
•亚优势种(subdominant species):指个体数量与作用都次与优势种,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物种。
•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。
•偶见种或罕见种(rare species):是那些在群落中出现频率很低的种类,
群落的概念和基本特征
群落的概念和基本特征群落生态学(community ecology)是研究生物群落与环境相互关系及其规律的学科,是生态学的一个重要分之科学。
一.群落的概念(一)群落的定义群落(生物群落,biotic community)棗指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。
它包括植物、动物和微生物等各个物种的种群,共同组成生态系统中有生命的部分。
生物群落=植物群落 + 动物群落+ 微生物群落生物群落上述的三个部分,从目前来看,植物群落学研究得最多,也最深入,群落学的一些基本原理多半是在植物群落学研究中获得的。
植物群落学(phytocoenology)也叫地植物学(geobotany)、植物社会学(phytosociology)或植被生态学(ecology of vegetation),它主要研究植物群落的结构、功能、形成、发展以及与所处环境的相互关系。
目前已形成比较完整的理论体系。
动物群落学的研究较植物群落困难,起步也相对较晚,但对近代群落生态学作出重要贡献的一些原理,如中度干扰说对形成群落结构的意义,竞争压力对物种多样性的影响,形成群落结构和功能基础的物种之间的相互关系等许多重要生态学原理,多数是由动物学家研究开始,并与动物群落学的进展分不开。
最有效的群落生态学研究,应该是动物、植物和微生物群落的有机结合。
(二)群落的性质关于群落的性质,长期以来一直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。
①"有机体"学派认为: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。
法国的Braun-Blanquet、美国的Clements和英国的Tansley等支持上述观点。
②"个体"学派则认为: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。
前苏联的Ramensky、美国Gleason的和法国的Lenoble 等支持上述观点。
第八章 群落的组成与结构(共37张PPT)
〔2〕Shannon-Weaver多样性指数:
S
H' Pi*log2Pi
i1
H'为多样性指数; Pi是第i中的个体数与该样方总个数 之比值; S为样方种数。
香农—威纳指数包含两个因素:其一是种类数目;其二是 种类中个体分配上的均匀性。种类数目越多,多样性越大 ;同样,种类之间个体分配的均匀性增加,也会使多样性 提高。
又称生态交错区或生态过渡带,是两个 或一个生态功能单位。
1902年,瑞士学者C.Schroter 首次提出了群落生态学(synecology)的概念,他认为,群落生态学是研究群落与环境相互关系的科学。
空间异质性(spa或tial h多ete个roge群nei落ty):之群落间空(间或环境生中态各个地局部带性之质不间同的)的程度过。 渡区域。
香农—威纳指数包含两个因素:其一是种类数目;
P四i是、第群i落中组的•织个—体群—数影与落响该群样交落方错结总构个区的数因之是素比一值;个交叉地带或种群竞争的紧张地带。在这里,群 他认为任何一个落植物中群落种都的要经数历一目个从及先一锋阶些段到种相群对稳密定的度顶比级阶相段的邻演替群过落程。大。群落交错区种的数
基盖度是指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)高度的断面积计算;而对森林群落,那么以树木胸高 (1.3m处)断面积计算。基盖度也称真盖度。乔木的基盖度持称为 显著度。
〔3〕频度 频度〔frequency〕: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。 Raunkiaer频度定律:
度〕 所以在一个复杂的群落中,植物生长、发育的异时性会很明显地反映在群落结构的变化上。
基础生态学第六章 群落的组成与结构
森林群落常以树木胸高(1.3m处)断面积计算。
(3)频度(frequency)
频度即某个物种在调查范围内出现的频率。常按包含该种个 体样方占全部样方数的百分比计算:。
频度=某物种出现样方数 / 样方总数 × 100%
通常将频度划分为5个等级:A级——频度为1%~20%;B级——频度为21~40%; C级——频度为41%~60%;D级——频度为61%——80%;E级——频度为81%~ 100%。 Raunkiaer的标准频度图解:
• (3)只有中等干扰程度使多样性维持最高水平,它允许更多的物 种入侵和定居。
中度干扰假说是在研究潮间带群落的基础上首次提出的。
(2). 群落交错区的特点
•生物多样性较高的区域
•生态环境抗干扰能力弱,对外力的阻抗相对较低 •生态环境的变化速度快,空间迁移能力强
edge effect and ecotone
(3) 群落交错区
群落之间的过渡地带,相邻生物群落的生态张 力地区。森林与非森林群落的交错地带为森林线; 还有乔木线,单株树木都不能生存的地带。
中度干扰假说 4.3 空间异质性与群落结构
4.4 岛屿与群落结构
4.1 生物因素
1 竞争对生物群落结构的影响 由于竞争导致生态位的分化,因此,竞争在生物群落结构
的形成中扮演着重要的作用。 群落中的种间竞争出现在生态位比较接近的种类之间。
同资源种团(guild)是指群落中以同一方式利用共同资源的物种集团。 同资源种团内的种间竞争十分激烈,它们占有同一功能地位,是等价种。 如果一个种由于某种原因从群落中消失,别的种就可能取而代之。
第六章 群落的组成与结构
群落的基本概念和特征
群落的基本概念和特征一、群落的基本概念生物群落(biotic community)是指生活在一个特定环境里的所有生物种群的集合。
为了研究的方便,生态学家有时把群落这个概念用于某一类生物的集合体,如动物群落、植物群落、微生物菌群,甚至应用于更狭隘的范围内,如鸟类群落、原生动物群落等。
有时还可以根据不同的生态习性来划分群落,如水生的浮游生物群落、底栖生物群落,农田昆虫群落、草原植物群落等。
生物群落这个概念,最初由德国的生物学家苗比乌司(Möbius)于1880年开始使用,他在研究牡蛎海底群落时,注意到这种动物只有在一定的温度、盐度……等条件下生活,并且,其生活与其他鱼类、甲壳类、环节动物、棘皮动物等密切相关,并共同构成了一个有机的统一体。
于是,他称此统一体为biocoenosis(亦译为生物群落)。
一般说来,英美学者习惯于用biotic community一词,而德、俄等学者则用biocoenosis。
实际上,这两者的含义是相同的。
由此可见,生物群落这个概念的产生,是与强调同一地段内生物种群间的相互作用有关的。
群落概念是生态学思想和生态学应用中最重要的原理之一,它之所以在生态学理论中如此重要,是由于它强调了各种生物能有机地、有规律地在一定空间中共处,而不是各自以独立的物体的面目,任意地散布在地球上的。
换言之,它强调的是生物种群之间的相互作用,生物种群与无机环境之间的相互作用。
正因为这样,生物群落被认为是生物学研究对象中的一个层次。
正如绪论中谈到的那样,从基因—细胞—器官—有机体—种群—群落……。
可见群落是一个高级的层次。
把群落看成自然界中层次结构的一个基本单位,它就成为一个新的整体了,它具有个体和种群层次所不能概括的特征和规律,是一个新的复合体。
群落概念的产生,使生态学研究出现一个新的领域——群落生态学。
群落和生态系统这两个概念是有明显区别的,它们各具独立的含义,这一点是无疑的。
群落是指多种生物种群有机结合的群体,而生态系统的概念却除此以外,还包括无机环境。
第九章 群落生态学
面积,提高动物的产量。 人类活动形成的交错区有的有利,有的是不利的。
第三节物种多样性
决定物种多样性的两个主要因素:物种数目和 异质性。 群落中物种——多度分布 多样性指数的测定 多样性等级的实例 决定多样性等级的因素
植物的生活型类型:指植物对于综合环境条件的 长期适应,在外貌上表现的植物类型 。它的划分 常根据植物的形态、大小、分枝等外貌特征,同 时考虑到植物生命期的长短。
植物的生活型类型(阮基耶尔Raunkiaer 生活型系 统):
高位芽植物:休眠芽位于距地面25cm以上。
地上芽植物:更新芽位于土壤表面之上,25cm之下, 多为半灌木或草本植物
三、群落演替的分类
原生演替(primary succession)与次生演 替(secondary succession)
内因演替(endogenetic succession)与外 因演替(exogenetic succession)
地质演替(geological succession)与生态 演替(ecological succession)
生长型(growth form):根据植物可见结构分成 的不同类群。生长型反映植物生活的环境条件, 相同的环境条件具有相似的生长型,这是趋同适 应的结果。
生态等值种:由于趋同进化,世界各大洲相似环 境区域生活着具有相同生活型的植物,这些植物 称为生态等值种。
叶子大小与水分条件关系模型:
两个样本(群
落)中共有的 种数
样本(或群落)B 中的种数
四、群落的排序
各物种种群共同起伏,有明显的间断或共同的边界; 各物种种群不形成平行分 布的集群,两两边界明显; 各物种种群间没有明显边 界,但形成平行分布的集群 (共同起伏); 各物种种群间不但没有明 显共同边界,井且其起伏彼 此独立,其分布中心和边界 均是分散的。
群落的结构课件
统计和分析 —①②统完计成丰研富究度报告
2.用具分析
(1)诱虫器(A 图) 诱虫器中的电灯是发挥作用的主要装置,土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性,因此 其会远离光源、热源。
(2)吸虫器(B 图) 吸虫器中纱布的作用是防止将土壤小动物吸走,将其收集在试管中。 3.注意事项 (1)取样时应注意随机取样,避免人为心理作用,以免结果偏差较大。 (2)小动物类群因所取地段不同,可能差异较大。从不同营养环境中采集的土壤样本要分开 统计,并尽可能多地收集小动物。 (3)取样时尽量不要破坏环境,同时注意安全。 (4)在装样土的塑料袋上要标明取样的地点和时间。 (5)本实验调查的对象是样本内肉眼可见(可借助放大镜、实体镜)的所有
群落的结构
一、群落及群落水平上研究的问题 1.群落的概念 群落是指同一时间内聚集在 一定区域 中各种生物 种群的集合。 2.群落水平上研究的问题
物种
种间
空间
பைடு நூலகம்演替
范围
二、群落的物种组成和种间关系 1.群落的物种组成 (1)意义:是区别 不同群落的重要特征。 (2)衡量指标: 丰富度 ,即群落中 物种数目 的多少。 (3)规律:不同群落丰富度不同,一般越靠近热带地区,单位面积内的物种越 丰富 。
群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,因此,动物也有 类似的分层现象。
2.水平结构 在水平方向上,由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身 生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地 段上种群密度也有差别,它们常呈镶嵌分布。 3.群落中的各种群占据不同空间的意义 (1)生物的垂直结构与水平结构都与环境中的生态因素有关,垂直结构和水平结构的具体表 现都是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。 (2)生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系有利于提高生物群落整体利用自然资源 的能力。
第三章-群落
高位 芽
地上 芽
3)地面芽植物:更新芽位子近地面土层内,冬季地上 部分全枯死,即为多年生草本植物。 4)隐芽植物:更新芽位于较深土层中或水中,多为鳞 茎类、块茎类和根茎类。 5)一年生植物: 以种子越冬。
地面 芽
隐芽
层片 :指由相同生活型或相似生态要求的不 同植物的组合。是群落结构的基本单位之一。 层片与生活型是构成群落结构两个主要部分。
群落生态学:它是研究生物群落与环境相互关系及 其规律的学科,群落生态学是生态学的一个重要分支的 科学。
3.2群落的种类组成
一、种类组成的性质分析
(1)群落最小面积:是指在一个群落里,至少要
求这样大的空间,才能包括组成群落的大多数物种。 群落最小面积能够表现群落结构的主要特征。组成 群落的物种越丰富,群落的最小面积越大。
个体学派的理论依据
群落的存在依赖于特定的环境与物种的组合,环 境的连续变化使人们无法划分出一个个独立的群落 实体。 在自然界没有任何两个群落是相同或相互密切关 联的,人们研究的群落单元是连续群落中的一个片 断。 不连续的情况只发生在不连续的生境,如地形、 土壤的改变,通常情况下生境与群落都是连续的。
如图:南京地区自然植物群落下优势种- 枫香、栓皮栎
B.亚优势种:指的是它的个体数量与作用都次于优势种, 但在决定群落环境方面仍起着一定作用的种类。 C.伴生种:为群落成见种类,它与优势种相伴存在,但 不起主要作用 。 D.偶见种:偶见种是那些在群落中出现频率很低的种类, 多半数量稀少,应当加以保护起来,例如亚热带常绿阔 叶林的观光木。
影响群落结构的因素 生物因素; 干扰; 空间异质性; 岛屿化;
生物因素-竞争
资源利用 → 生态位重叠 → 竞争 → 生态位分化 → 性 状替代、特化 → 共存竞争 →排斥 同资源种团:生物群落中,以 同一方式利用共同资源的物 种集合,
生态学:第10章 群落的分类与排序
40 37 60 似
D 70 50 60
87 50 系
数
E 73 53 63 13
F 40 60 40 50 47
相异系数
1、计算样方间相异系数矩阵,Bray & Curtis (1975) 距离公式如下:
2、选择 x 轴的端点,即选择相异系数最大的两个样方(A、E)作为第一排序轴的端 点,其中一个坐标值记为0,另一个坐标值等于两端点的相异系数。
根据上述系统,中国植被分为: 10个植被型组、29个植被型、560多个群系、几千个群丛。
一、针叶林(植被型组) 1. 寒温性针叶林(植被型) 2. 温性针叶林 3. 温性针阔叶混交林 4. 暖性针叶林 5. 热性针叶林
二、阔叶林
落
6. 落叶阔叶林
叶
阔
7. 常绿、落叶阔叶混交林
叶
林
8. 常绿阔叶林
样方2
0
5.866
3′″
0
由此已将全部样方合成一组,得到整个聚合过程的树状图为:
6个样方组平均法的聚合分类结果
10.2 群落排序 (ordination) 10.2.1 排序的概念 ✓ 定义:把一个地区内所调查的群落样地,按照相似度 (similarity) 来排定各样地的
位序,从而分析各样地之间以及与生境之间的相互关系。
草甸
沼泽
水生植被
10.1.2 植物群落的命名 联名法(中国):将各个层中的建群种或优势种和生态指示种的学名按顺序排列。 • 在前面冠以Ass. • 不同层的优势种用“-”相连(如:“马尾松 - 桃金娘 - 芒萁”群丛) • 某一层具共优种时,用“+”相连(如:“马尾松 + 藜蒴 - 桃金娘 - 芒萁”群丛) • 当最上层的植物不是群落的建群种,而是伴生种或景观植物,这时用“<”来表
第七节群落的概念
• 夏天一个层次多样的湖泊自上而下可分为表水层、 斜温层、湖下静水层和底泥层
动物与群落的层次
• 动物群落的分层现象也很普遍。每一个层次上 活动的动物种类在一天之内或一个季节之内响 应温度、湿度、光照强度、水体含氧量等的日 变化和季节变化而变化 • 一般来说群落的层次越明显,分层越多,群落 中的动物种类也就越丰富。如果缺乏某一个层 次,就会同时缺乏生活在那个层次中的动物
多样性梯度
• 纬度
• 海拔
• 水体深度
4 影响群落结构的因素
“什么生态学过程在影响、以及如何 影响群落物种多样性”-这是关于群落最 基本的问题之一
有哪些因素呢?
• 环境复杂程度 • 生物因素
• 干扰
环境复杂程度
• 物种多样性随环境的复杂程度或异质性 增加而增加
• 因为复杂的环境有更多的小生境,更多 的生态位
镶嵌性层片在二维空间中的不均匀分布使群落在外形上表现为镶嵌在一起的斑块每一个斑块就是一个小群落它们彼此组合形成了整个群落群落内部环境因子的不均匀性如小地形和微地形的变化土壤温度和湿度盐渍化程度的差异以及人与动物的影响是形成群落中斑块镶嵌的主要原因生物群落的时间和空间动态生物群落的结构随时间而变化形成了群落的季节变化年间变化演替与演化生物群落的结构随空间不同而变化形成了群落的分布特征不同群落的生境和分布范围不群落的物种组合成是决定群落性质最重要的因素也是鉴别不同群落类型的基本特征动物群落中也区分优势种常见种和稀有种注
第七节 群落(Community)
群落是在相同时间聚集在同一地段 上的物种种群的集合,是生态系统中的 生物部分,明显不同于它的物理环境
群落的定义
生物群落可定义为特定空间或特定生境中 生物各个物种种群有机的组合,生物种群之间、 以及生物种群与环境之间彼此影响,相互作用, 形成具有一定的外貌及结构,包括形态结构与 营养结构,并具有特定功能的生物集合体
群落的基本特征
&第九章群落第一节群落的基本特征一、群落的概念1.生物群落森林群落:在一定地段的自然条件下,所有植物、动物和微生物等形成的一个有规律的组合叫生物群落。
那么,森林就是一定地段上,以树木和其它木本植物为主体,并包括该地段上所有植物、动物、微生物等生物成分,所形成的一个有规律的组合,我们称其为森林群落。
可见森林的概念不仅包括树木、灌木和草本,而且包括生活在森林中的动物、微生物,甚至包括林下的土壤和林内的环境。
群落不是杂乱无章的,群落是生物种群的有机组合,而且在相似的条件下就会有相应的群落的出现,那么是什么力量使得这些生物种群组合在一起呢?在这里,我们认为是生物之间的相互作用,这种作用是生物群落得以维持的动力机制。
在有关进化的章节中我们介绍过,导致生物进化的机制是自然选择,或者说自然选择给生物的进化提供了动力。
我们也相信,任何一个生物类群或者生物群落的有规律的组合都是有根据的,这种根据有的是外部的,有的是内在的,生物群落的维持机制是组成该群落各个种群之间的相互作用。
这些作用既包括正相互作用,也包括负相互作用,没有这些复杂的相互作用机制,就谈不上一个确定的生物群落的形成。
2. 群落的结构在中学阶段,学物理,学化学时必然学到分子、原子。
学习方法是,先研究它的结构,知道分子是什么,由什么组成的,即分子结构;然后研究它的性质,即分子运动等。
所谓结构,就是任何一个系统的具体构成形式, 而系统则是指任何一个事物的全局。
结构与系统是两个含义不同而又相互关联的概念。
系统指的是一系列相互有关的单元,为达到某一特定的目的而构成的完整综合体。
而结构则是系统内部各单元的排列组合方式,它是系统的性质与数量的集中表现。
只有依靠结构,才就能把孤立的诸单元变为一个系统,只有以结构为中介,单元的属性与功能才能变成系统的属性与功能,如果系统没有一定形式的结构,那么,系统不但不能发挥其效能,而且连系统本身也便不复存在了。
结构这一范畴日益受到多门学科的重视,例如结构力学是以宏观机械运动形式的力学结构为对象的一门学问,化学研究物质结构,探讨分子、原子、质子的特性;地质学研究地质结构;社会学研究社会结构,经济学研究经济结构;计算机----。
群落的概念
群落群落的概念在自然界中,任何一个种群都不是单独存在的,而是与其他种群通过种间关系紧密联系的。
生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接关系的各生物种群的总和,叫做生物群落,简称群落。
提问:群落和种群的区别和联系各是什么呢?要求答出:(1)区别:种群是指一定空间和时间内同种生物个体的总和,是种内关系的研究范围,而群落是由生活在一定自然区域内,相互之间具有直接或间接关系的所有种群的总和,是种间关系的研究范围。
(2)联系:种群是群落的基本单位,群落是各个生物种群的有机集合体。
群落的物种组成和优势种关于“群落的物种组成”的教学,主要让学生认识到:(1)物种组成是区别不同群落的重要特征,(2)不同群落间,种群数量和种群中个体数量差别很大。
认识一个群落的物种组成,首先,要调查该群落分别有多少种植物、动物和微生物,列出它们的名录。
其次,还要进一步搞清群落中各种群的相对数量和比例。
在生态学上,描述一个群落中种群数量的多少是用丰度来表示。
群落结构关于“群落的结构”的教学应强调以下几点:群落中植物的垂直结构直接影响群落中动物的垂直结构,动物种类的多少是随植物层次的多少而变化的。
阳光、温度、水分等生态因素对动植物的分层有直接影响。
群落的水平结构往往是由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素造成种群密度上的差别。
群落的时间结构是指群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化,主要体现在光照、温度的影响导致群落周期性的变化,如动植物物的昼夜活动变化和季节性变化。
群落内部不同生活型的生物在空间上的配置格局叫群落的结构,它包括垂直结构和水平结构。
1.垂直结构在垂直方向上,生物群落具有明显的分层现象。
为什么在群落中,各个生物种群在空间具有分层现象呢?现在我们举例说明原因。
(1)在森林群落中,植物明显划分为乔木层、灌木层和草本层。
从植物对环境的适应角度分析,乔木层的植物生活在森林的顶层,都属于阳生植物,也就是说,乔木层的植物只有在较强光照条件下,才能正常生长,而灌木层植物属于耐阴植物,能适应弱光环境,草本层植物都是阴生植物,在较弱光照下才能正常生长。
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一、生物群落的定义群落:一定的种所组成的天然群聚体即为群落,形成群落的种对环境有大致相同的要求或一种依赖于另外一种而生存。
任何一个群落都有生长发育到成熟的阶段。
生物群落定义: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。
群落的基本特征:1.一定的种类组成: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。
2.一定的结构:生物群落具有形态结构,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。
3.一定的动态特征: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。
其动态特征包括季节动态,年际动态,演替与演化。
4.不同物种之间的相互影响:群落中的物种以有规律地形式共处。
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。
5.一定的分布范围:任何一个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。
6.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。
7.具有特定的群落边界特征: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),边缘效应。
一、生物群落的性质:机体论 VS.个体论1.机体论:认为群落是客观存在的实体,是一个有组织的生物系统,就像有机体那样,有诞生、成长、死亡的过程。
是相对独立的,对外表现出整体性。
具有明显的边界,而且与其他群落是间断的,可分的、可重复出现的2.个体论:认为群落并非自然界的实体,是生态学家为了研究,从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种集合体。
它的组成及结构依赖于特定的环境。
而环境在空间与时间上都是不断变化的,由此引起的群落差异性是连续的。
二.群落的组成成分(一)群落组成的性质分析1.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。
它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高,即优势度较大的种。
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,其中优势层的优势种,常称为建群种。
北方干旱区多为单建种群落或单优势种群落,热带雨林多为共建种群落。
(1)优势种的重要性: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;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定起着举足轻重的作用。
(2)优势种的判断:群落中覆盖度大、生产力高、生物量大者就是优势种。
2.亚优势种: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。
3.关键种:指在群落中虽然生物量及丰度都不高,但对维护群落的多样性、群落的结构、功能和群落生态系统的稳定性方面起较大作用的物种。
4.伴生种: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: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。
它们都是伴随着环境条件变化而侵入的新种或是衰退种群中的残留种。
(二)群落的生活型:生活型:植物对综合环境条件的长期适应在外貌上表现的植物类型。
高位芽:渡过不利生长季节的芽或顶端嫩枝位于离地面较高处的枝条。
乔木灌木地上芽:芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表,距地表的高度不超过 20~30厘米,在不利于生长的季节中能受到枯枝落叶层或雪被的保护。
地面芽:在不利季节时地上的枝条枯萎,其地面芽和地下部分在表土和枯枝落叶的保护下仍保持生命力,到条件合适时再度萌芽。
地衣、苔藓等地下芽:亦称隐芽植物。
芽埋在土表以下,或位于水体中以渡过恶劣环境的。
马铃薯、洋葱、芦苇等。
一年生植物:指在一年期间发芽、生长、开花然后死亡的植物。
此类植物皆为草本,因此又常称为一年生草本。
(三)群落内物种组成的数量特征1.数量特征(1)多度:多度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。
(2)密度: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。
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。
(3)盖度: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。
“基盖度”的概念,即植物基部的覆盖面积。
(4)频度:即某个物种在调查范围内出现的频率。
除此之外,还有高度、重量、体积等指标。
2.植物群落数量分析(1)总优势度:表示一个种在群落中的地位与作用。
一般采用相对多度、相对盖度、体积、重量等作为参数来区分各个种的重要性。
(2)重要值:相对密度、相对盖度、相对频度三者的综合可以反映一植物种在群落中的重要性。
因为它简单、明确,所以在近些年来得到普遍采用。
可用下式表示:重要值= 相对密度+相对频度+相对优势度(或相对盖度)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。
三.群落的不同结构(一)群落的外貌及季相:群落的外貌(physiognomy)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。
决定群落外貌的因素有:1.组成物种;2.植物的生活型:3.植物的季相;4.植物的生活期。
季相:随着气候一年季节性交替,群落发生周期性的变化,呈现不同的外貌,这就是季相。
(二)群落的水平结构:群落的水平结构:是指群落在水平方向上的配置状况或水平格局,称之为群落的二维结构。
在陆地群落中很少有均匀型。
镶嵌性:两个层片在二维空间中的不均匀配置,使群落在外形上表现为斑块相间。
每一个斑块就是一个小群落,他们互相影响、互相作用,形成了群落内极其复杂的水平结构。
导致群落内部镶嵌性有以下三方面的原因:1.亲代的扩散分布习性: 种子较重传播不方便或行无性繁殖的物种,导致在母体周围成群居状。
2.环境的异质性:环境中的水分、土壤的异质性。
3.种间的相互作用:种间竞争等,是种群之间互利共生、偏利共生的结果。
群落中植物种的镶嵌是绝对的,而均匀性是相对的。
(三)群落的垂直结构群落的垂直结构:就是群落的分层现象。
群落的林冠层吸收了大部分阳光,越往下光照强度渐减,依次形成林冠层,下木层,灌木层,草本层和地被层等层次。
陆生群落的垂直结构是不同高度的植物或不同生活型的植物对资源利用的结果。
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,而热带雨林的成层结构最为复杂。
群落的分层也包括地下分层,地上分层可以充分利用阳光和空间。
地下分层可以充分利用土壤中的营养和水分。
生物群落的分层现象是生物对环境的长期适应结果,它显著提高了生物利用环境资源的能力。
(四)群落的时间结构环境中,光、热、水分等生态因子有规律的变化,导致了群落的时间结构:①群落的周期性(包括季节变化与年际间变化) 冬天的落叶、春天的发芽等,也就是季相。
②群落的演替。
(五)群落交错区与边缘效应1.群落交错区:是两个或多个群落之间或生态系统之间的过渡区域。
交错区特点:群落交错区生态条件的多样性能为不同的动植物提供定居条件。
物种数量大大增加,生物活动强度大大增强。
因此,有人建议通过增加群落交错区数量或边缘长度以增加边缘效应,提高野生动物产量。
人类也一样,喜欢活动在生态交错区。
如:城市中的绿地、人造森林、假山等。
城乡交错区是人口成份最复杂的区域。
2.边缘效应:群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性,使得相邻群落的生物可能集聚在这一生态重叠的交错区内,使物种的数量、活动强度及生产力有增大的趋势,这个现象被称为。
(六)岛屿效应:由于岛屿与大陆相对隔离,其物种的迁出、迁入频率及强度等明显低于周围大陆,有其特殊性。
1.岛屿的物种与面积的关系:许多研究证明岛屿面积越大,岛屿上的物种数越多。
ck还认为:岛屿生境越复杂,其基础生态位分配差异越大,导致物种越多。
MacArthur平衡学说:岛屿物种数的多少是物种迁入、迁出和灭亡平衡的结果不断的有物种灭绝,也不断地有物种迁入,是一种动态平衡。
2. 岛屿生态与自然保护:自然保护区都有明显的边界,对于生物就像一个隔离的岛屿,故岛屿效应理论对自然保护区的建设有重要的意义。
一般说保护区面积越大,其能支持供养的物种越多,但边缘效应下降,有些物种在生态交错区生长得更好。
建立大、小保护区的原则:同质宜大,异质宜小,小保护区之间要有通道。
(七)干扰对群落结构的影响1.干扰:就是环境中出现扰动因素,群落正常的平衡状态或进化过程被打乱,干扰是时时发生的。
如:人为砍伐、大风、雷电、火烧等。
2.断层中新物种的入侵:群落受干扰后会出现断层,对断层的种间竞争结果完全取决于随机因素,即先入侵的种取胜,先入侵者会阻止后入侵的其他物种的入侵。
3.中度干扰假说:Connell等指出:中等程度的干扰能维持物种高的多样性,其原因如下:a.如果干扰间隔期太短,在一次干扰后少数先锋种入侵断层,如果干扰频繁,则先锋种不能发展到演替中期,使多样性较低。
b.如果干扰间隔期很长,使演替过程能发展到顶级期,多样性也不很高.c只有中等干扰程度使多样性维持最高水平,它允许更多的物种入侵和定居。
4.干扰理论与生态管理:干扰理论对实际应用有重要的价值,要保护自然界生物的多样性,就要有适当的干扰,因为中度干扰可明显地提高生物多样性。
现在提倡的草地适当放牧,过腹还田就是实例。
四.群落的演替(一)演替:随着时间的推移,生物群落内一些物种消失了,另一些物种迁入了,群落组成及其环境向一定的方向产生有顺序的变化即成为群落的演替。
就是指某一地段上一种群落被另一种群落所取代的过程。
演替的特点:方向性规律性;生物与环境相互作用;过程长有顶点(二)演替的过程有机体论认为:任何一个植物群落都要经过一个从先锋阶段到相对稳定的顶级阶段的演化过程,像一个有机体一样,有诞生、生长、成熟和死亡的不同发育阶段。
形成先锋期、发展期或演替期到最后的相对稳定期(顶极群落)群落演替的过程(顺序)可分4个阶段:①.互不干扰阶段:侵入阶段物种少,无竞争。
②.互相干扰阶段:定居阶段,物种逐渐增多产生竞争③.共摊阶段:从竞争发展到相互协调共同利用资源。
④.进化阶段:自然资源的利用更加合理,群落结构更加稳定。