第七章 植物 第二节 植物群落

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层片
群落中由相同生活型或相似生态要求的种的集合。 层片的特征 • 同一层片的植物属于同一生活型类别； • 每一个层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片 小环境相互作用的结果构成群落环境； • 每一层片在群落都占据一定的空间和时间，而且层片 的时空变化形成了植物群落不同的结构特征
群落的垂直结构
生活型谱：某一地区或某一植物群落内各类生活型的数 量对比关系； 每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成， 但其中有一类生活型占优势 • 高位芽植物占优势是温暖、潮湿气候地区群落的特征， 如热带雨林群落 • 地面芽植物占优势的群落，反映了该地区具有较长的 严寒季节，如温带针叶林、落叶林 • 群落一年生植物占优势则是干旱气候的荒漠和草原地 区群落的特征，如东北温带草原
群落类型 青冈-抱榆群落+珍珠梅-羊胡子草群落
物种名 青冈 抱榆 小叶千金榆 珍珠梅 杜鹃 胡枝子
数量 10 13 5 16 5 2 15 1 1 7 3 3 5 4 2 5 2 2 2 3 10 2 4 6 9 3
海拔 1321
草本
羊胡子草 泽兰 细辛 沙参 棉枣
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作 业
青冈-陕甘花楸-小叶千金榆群落
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投影盖度和基盖度
几种常用的多度等级
Drude
Soc. Cop3 Cop. Cop2 Cop1 Sp Sol. 极多 很多 多 尚多 少 稀少 Frequent Occasional Rare 常见 偶见 稀少 F O r 1 少
Clements
Dominant Abundant 优势 丰盛 D A
群落的基本特征
• 具有一定的种类组成 • 各物种之间是相互联系的
• 具有自己的内部环境
• 具有一定的结构 • 具有一定的动态特征 • 具有一定的分布范围 • 具有边界特征 //群落交错区
• 各物种具有不同的群落学重要性
群落的性质
最小面积 种类组成性质分析 种类组成的数量特征
物种多样性
最小面积
指能包括组成群落的大多数物种(95%)的面积
热带雨林，50×50㎡ 常绿阔叶林，20×20㎡ 针叶林及落叶林，10×10㎡ 灌丛， 5×5 或 10×10㎡ 草地， 1×1 或 2×2㎡
种类组成
优势种 (dominant species)：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作 用的植物
本节课重点 群落的基本特征
生物多样性及其计算
植物的生活型及其分类 干扰对植物群落结构的影响 波动的类型及其特征 演替顶级论及其核心思想
群落概念 一定的种所组成的天然群聚（Warming，1890） 不同植物有机体的特定组合，存在植物之间、植物与环境之间的 相互影响(苏卡乔夫, 1908) 具有一致的种类组成且外貌一致的生物聚集体(Shelford, 1911 综上所述，群落可定义为： 在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合
• 概念：群落在空间上的垂直分化或分层现象； • 陆生植物群落的成层现象
– 森林群落：乔木层、灌木层、草本层和地被层 （藤本植物、附生植物、寄生植物构成层间植 物）； – 草本植物：高草层、中草层和矮草层；
• 水生群落的分层
– 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
4、简述植物对极端高温的适应。
形态上：生密绒毛和鳞片，过滤部分阳光；呈白色、银 白色，叶片革质发亮，反射部分阳光；叶片垂直排列使 叶缘向光或在高温下叶片折叠，减少光的吸收面积；树 干和根茎有很厚的木栓层，起绝热和保护作用。 生理方面：主要有降低细胞含水量，增加糖或盐的 浓度，以利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝能力； 蒸腾作用旺盛，避免体内过热而受害；一些植物具有反 射红外线的能力，且夏季反射的红外线比冬季多。
群落的水平结构 • 概念：群落在空间水平分化和镶嵌现象；
陆地生物群落中水平格局的主要决定因素
干扰对群落结构的影响
• 中度干扰假说
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不同程度的干扰，对群落的物种多样性的影响是 不同的，中等程度的干扰水平能维持高多样性 – 干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期， 多样性较低 – 干扰间隔时间长，演替发展到顶极期，则多 样性也不很高 – 中等程度的干扰，才能使群落多样性维持最 高水平，它允许更多物种入侵和定居
生物多样性有三个空间尺度，即α多样性、β多 样性和 γ多样性； α多样性：指局域均匀生境下的物种数目，因 此也被称为生境内的多样性； β多样性：指沿环境梯度不同生境群落之间物 种组成的相异性或物种沿环境梯度的更替速
率，也被称为生境间的多样性；
γ多样性：指区域或大陆尺度的物种数量；
α多样性指数
• • Simpson指数： D=1-ΣPi2 Shannon-Weiner指数：H =-ΣPilnPi 式中Pi种的个体数占群落中总个体数的比例， Pi=Ni/N。 • Pielou均匀度指数：E=H/lnS S为样方内的总物种数
知识点回顾 3、简述植物对极端低温的适应。
形态上：芽和叶片常有油脂类物质保护，芽 具鳞片，器官表面被蜡粉和密毛，树皮有发达的 木栓组织，植株矮小，常呈匍匐、垫状或莲座状 等等。 生理上：主要通过原生质特性的改变，如细 胞水分减少、淀粉水解等等，以降低冰点；对光 谱中的吸收带更宽、低温季节来临时休眠，也是 有效的生态适应方式。
知识点回顾 5、简述水对植物的生态意义。
• 水是任何生物体的重要组成部分 • 水是生命活动的基础 • 水对稳定环境温度有重要意义 • 水是光合作用的原料 • 水使生物保持一定的状态
知识点回顾 6、简述土壤对植物的生态意义。
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土壤是陆地生态系统的基础 土壤是具有决定性意义的生命支持系统 土壤是许多生物的栖息场所 土壤是生物进化的过渡环境 土壤是植物生长的基质和营养库 土壤是污染物转化的重要场地
艾蒿 铁线莲 青冈 陕甘花楸 小叶千金榆 杜鹃 鬼见愁 丁香 忍冬 拔契 刺梅 草本 毛梅悬钩子 唐松草 紫菀 淫羊霍
1668
分别计算两个群落的乔灌层、草本层的α多样性指 数和两个群落之间的β多样性指数。
知识点回顾 1、生态因子的分类及其包括哪些具体指标？
生态因子及其分类
概念：环境中对植物的生长、发育、生殖和分布 有着直接或间接影响的环境要素；根据因子性质 的不同，划分为五类：
•气候因子：光、温度、水分、空气、雷电； •土壤因子:土壤结构、土壤理化性质、土壤生物； •地理因子：海拔、坡向、坡位、地面起伏等；
• 概念：生物对外界环境适应的外部表现形式 • Raunkiaer分类系统
– 高位芽植物：更新芽位于地上25㎝以上 – 地上芽植物：更新芽位于地上，25㎝以下，受地 被物或积雪保护 – 地面芽植物： 更新芽位于近地面土层内，冬季 地上部分全部枯死，地下部分存活 – 地下芽(隐芽)植物：更新芽位于较深土层中或水 中 – 一年生植物： 以种子度过不良季节
Braun-Blanquet
5 4 3 2 非常多 多 较多 较少
Un.
个别
Very rare
很少
Vr
+
很少
生物多样性
生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性；
生物多样性的四个水平
– 遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的 总和，是生命进化和物种分化的基础；
– 物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类； – 生态系统多样性：是生物圈中生物群落、生境和生态 过程的丰富程度； – 景观多样性
β多样性指数
• Whittaker指数(βw)
βw=（S/mα）-1
– S为所研究系统中记录的物种总数；mα为 各样方或样本的平均物种数 • Cody指数(βc)
βc=[g(H)+I(H)]/2
– g(H)为沿生境梯度H增加的物种数目; I(H) 为沿生境梯度H失去的物种数目
生活型 (life form)
偶见种 (rare species)：在群落中出现频率很低的种类，多是由于种群本身
数量稀少的缘故
种类组成的数量特征
• • 多度（abundance） 直接计算；目测估算 盖度 (coverage) 投影盖度：植物枝叶垂直投影所覆盖的地面面积 基盖度：植物基部实际所占有的面积 • 频度 (frequency) 群落中某种植物在一定地区的特定样方中出现的百分比 频度=（某种植物出现的样地数/总样地数）×100% 重要值 (important value) IV=相对密度+相对频度+相对优势度/3 生物量 一定时期内单位面积上产生的有机物的数量 衡量群落生产力大小的重要指标
建群种 (constructive species)：优势层中的优势种
亚优势种 (subdominant species)：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 伴生种 (companion species)：群落的常见种类，与优势种相伴存在，但不 起主要作用
•生物因子：与植物发生相互关系的动物、植物、 微生物及其群体；
•人为因子：对植物产生影响的人类活动
知识点回顾 2、根据植物对日照长短适应的不同，可以划分 为几种类型？各有那些代表性植物？
1.3 植物与光的关系
根据植物与日照长度的关系，可以将植物分为四类：长日照 植物、短日照植物、中日照植物和中间型植物。 • 长日照植物（long day plant） 指只有当日照长度超过一定数值时才开花，否则只进行营养 生长、不能形成花芽的植物。常见的有牛蒡、紫菀、凤仙花等; 作物中有冬小麦、大麦、菠菜、油菜、甜菜、甘蓝、萝卜等。 短日照植物（short day plant） 只有当日照长度短于一定数值才开花，否则只进行营养生长 的植物。常见的有牵牛、苍耳、菊花等;作物中有水稻、大豆、 玉米、烟草、麻、棉等。 • 中日照植物（day intermediate plant） 指只有当昼夜长短比例接近于1时才能开花的植物。如甘蔗 的某些品种。 • 中间型植物（day neutral plant） 这类植物只要其他条件合适，在不同的日照长度下都能开花。 如黄瓜、番茄、四季豆、番薯、蒲公英等。