生态学第8章群落的组成与结构

影响群落物种多样性的因子及相互作用
种间关联
• 种间关联系数： • 一般用2X2列联表计算
生活型
概念：根据植物的形态结构与综合适应特征来划分 植物类群，称为“生活型”， － 反应环境中各种生态因子的综合作用
－ 不同种类的植物在相同或相似环境中趋 同适应，成为相同生活型
生活型系统
生活型—— 生态适应的特征为划分依据
每个植物群落都是由一定的植物种群组成的。因此，
种类组成是区别不同群落首要特征。一个群落中种类
成分的多少及每种个体的数量，是度量群落多样性的 基础。
一个群落中的植物个体，分别处于不同高度
和密度，从而决定群落的外部形态。
植物群落是生态系统的一个结构单元，它本身除具 有一定的种类组成外，还具有一系列结构特点。例 如，生活型组成、种的分布格局、成层性、季相、
• （二）边缘效应（edge effect）
– 定义 – 边缘种（edge species）
• （一）群落交错区（ ecotone ）
– 定义 – 群落交错区的特点 • 环境异质性 • 生物多样性 – 定义 – 边缘种（edge species） 仅发生于交错区或 原产于交错区、在交 错区最丰富的物种。
• 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物种。
伴生种：为群落常见种类，它与优势种相伴 存在，但不起主要作用。它依赖于优势种 所提供的条件，如果优势种被排除，则导 致它们在生境中丧失，如附生性植物、寄 生生物、专性阴地植物等。
偶见种或罕见种：在群落中出现频率很低的
密度是指单位面积上的植物株数，用公式表示: d(密度)=N/S 式中：d——密度； N——样地内某种植物的个体数目； S——样地面积。
相对密度（relative density）: 样地内某一种的个 体数占全部种个体数的百分比。 密度比（density ratio）：某一种的密度占群 落中密度最高的物种密度的百分比。
• 高位芽植物（P）：巨型（>30m）、大型（1630m）、中型（8-16m）、小型（2-8m）、矮 （25cm-2m）（详见P160） • 高位芽植物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上。如乔木、灌木和热带 潮湿地区的大型草本植物都属此类。再根据常绿 或落叶，芽有无芽鳞保护的特征，将其进一步分 为12个类型，加上肉质多浆汁高芽位植物，多年 生草本高芽位植物和附生高芽位植物，合计有15 个类型。
总优势度
• 总优势度：适用于草本植物和灌木植物 • 计算公式：SDR=（C′+D′+H′+W′+F′）/ 5 • 式中 ：SDR－－总优势度 ；C′－相对盖度； D′ －相对密度； H′－相对高度 • W′－相对重量 F′－相对频度
在相对密度、相对盖度、相对频度、相对
高度和相对重量比这五项指标中任意两项
枫杨 Pterocarya stenopte
• 地上芽植物（chamaephyte）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。可分为 四个类型：矮小半灌木地上芽植物；被动 地上芽植物，即一些枝条太纤弱而不能直 立只能平伏于地面的植物；主动地上芽植 物，这类植物也平伏于地面，但枝条并不 纤弱，而是主动地横向伸展；垫状植物。
• 一年生植物（T）：环境恶劣时植株死去， 只留下种子延续生命
• Braun-Blanquet生活型系统 • 十大类：浮游植物、土壤微生物、内生植 物、一年生植物、水生植物、地下芽植物、 地面芽植物、地上芽植物、高位芽植物、 树上附生植物 • 此生活型系统较为完整
生活型谱：一定区域植物的生活型组成，可以反映该区
物种多样测度—多样性指数
辛普生多样性指数(Simpson’s diversity index)
多样性指数 属于种i 的个体在全部 个体中的比例
D=1-∑Pi
多样性指数
香农－威纳指数(Shannon-Wiener index)
属于种i 的个体在全部 个体中的比例
H′=-∑Pilog2Pi
第i 个 物种
物种多样性梯度
• 多样性随纬度的变化
– 从热带到两极随纬度的增加，物种多样性有 逐渐减少的趋势。 • 多样性随海拔高度的变化 • 在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低
决定多样性梯度的因素
• • • • • • • 进化时间学说 生态时间学说 空间异质性学说 气候稳定学说 竞争学说 捕食学说 生产力学说
4.盖度
投影盖度：植物地上部分垂直投影面积占 样地面 积的百分比，简称盖度。 基部盖度：植物基部覆盖面积。 相对盖度：群落中某一物种的盖度占所有 种盖度之和的百分比。 盖度比：某一物种的盖度与盖度最大的种 的盖度比。林业上常用郁闭度表示林木层的盖 度。
频度
频度是指某物种在调查范围内出现的频率。 频度=某物种出现的样方数/样方总数×100% 相对频度：某一物种的频度与全部物种频度之
• 边缘效应（edge effect）
– 定义 – 边缘种（edge species）
生态过渡带或生态交错区 • （一）群落交错区（ ecotone ） 是两个或多个群落之间的过 渡地带。 – 定义 – 群落交错区的特点 “相邻生态系统之间的过 渡带称为生态交错带，它具 • 环境异质性 有由特定时间空间尺度以及 • 生物多样性 相邻生态系统相互作用程度 所确定的一系列特征特性。” • （二）边缘效应（edge effect） 宏观性、动态性、过渡性 – 定义
和的比
高度
• 高度：植物个体在地面以上垂直方向伸展的 长度。
重要值
用来表示某个种在群落中的地位和作用的 综合数量指标。相对简单、明确。 森林群落：重要值=相对密度（％）＋相 对频度（％）＋相对优势度（相对基部盖 度）（％） 草原群落：重要值=相对密度（％）＋相 对频度（％） ＋相对盖度（％）
求其平均值再乘以100%。
物种多样性类型
α 多样性 ：栖息地或群落中的物种多样，测 度群落内的物种多样性。 β 多样性 ： 测度区域尺度上物种组成沿着 某个梯度方向从一个群落到另一个群落的变化 率。 γ 多样性 ：测度最大地理尺度上的多样 性，体现一个地区或许多地区内穿过一系列群 落的物种多样性总和。
几种常用的多度等级
Drude Soc. 极多 Cop3 很多 Cop. Cop2 多 Cop1 尚多 Sp. 少 Sol. 稀少 Un. 个别 Frequent 常见 F Occasional 偶见 O Rare 稀少 r Very rare 很少 Vr 1 少 + 很少 Clements Dominant 优势 D Abundant 丰盛 A Braun-Blanquet 5 非常多 4 多 3 较多 2 较少
优势种：对群落的结构和群落环境的形成有明显控 制作用的植物。他们通常是个体数量多、投影盖度 大、生物量高、体积较大、生活能力较强，即优势度 较大的种。
• 建群种：群落优势层的优势种常称为建群
种(constructive species)。 • 单建群种群落（单优群落） • 共建种群落（共优种群落）
物种多样测度--物种均匀性指数
均匀度
实际的种类 多样性 最大均匀条件下的种 类多样性（logeS） 群落中的最 大物种数
E= H′／H′max H′max =-s(1/s loge 1/s )=loge s
H′min =-S/S loge S/S )=0 不均匀性 R= (H′max - H′)／ (H′max - H′ min ) = 1 - H′／ H′max
最小面积
对一个特定的群落类型能够提供足够的环境 空间，或者能够保证展现出该群落类型的种 类组成和结构的真实特征的一定面积。
• • • • • 热带雨林：2500㎡ 南亚热带常绿阔叶林：1200㎡ 中亚热带常绿阔叶林：700-500㎡ 常绿针叶林：100-200㎡ 东北针叶林：400㎡
群落的种类组成
任一植物群落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。 植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。其运动 形式包括季节动态、年际动态、演替与演化。
群落交错区与边缘效应
• 群落交错区（ ecotone ）
– 定义 – 群落交错区的特点 • 环境异质性 • 生物多样性
捕食者和被食者的关系等。
一定类型的植物群落在一定的环境条件下才 能形成，且对其居住环境产生重大影响，并形 成群落环境 群落中的物种有规律的共处，即在有序状态 下共存，不是一些种的任意组合。主要表现在 物质循环、能量流动和信息传递方面。一个群 落必须经过生物对环境适应；生物种群之间的 相互适应、相互竞争，形成具有一定外貌、种 类组成、结构和集合体。
• （二）边缘效应（edge effect）
群落的性质
• 机体论学派
群落是客观存在的实体，就像机体与种群那样，是 一个有组织的生物系统。
个体论学派
• 群落并非一个自然的实体，而只是生态学 家从一个连续变化着的植被中收集来的一 组生物，其所以有这种组合，只是对于环 境有着同样的需求。
种类组成的性质分析 • 进行群落研究，一般从分析种类组成开 始。 • 确定样方面积：通常采用逐步扩大样地 面积的方法，根据所得数据可绘制种类 -面积曲线图。在曲线转折处所示的面 积，称为群落的最小面积，即包含了群 落大多数种类的最小空间
的气候、历史演变和人为干扰等因素
生活型谱示例
生活型谱（％） 高 地区 位 芽 P 北极地区：斯匹次卑尔根群岛 1 高山地区：欧洲阿尔卑斯 8 温带地区：巴黎 12 沙漠地区：利比亚 热带地区：塞舌尔群岛 61 全球（1000种植物） 46 一 地上 地面 隐 年 芽 芽 芽 生 Ch H Cr T 22 60 15 2 24.5 68 4 3.5 6.5 51.5 25 9 21 20 5 42 6 12 5 16