08 第八章 群落的组成与结构
群落的结构ppt课件
练习
唯一能为丝兰传粉的丝兰蛾，以丝兰的花蜜为食， 雌蛾只有把卵产在丝兰子房内，幼虫才能发育。丝兰
蛾与丝兰的关系（ ）A
A. 共生 B.竞争 C. 寄生 D. 捕食
采蜜的蜜蜂回巢后便围绕蜂房以跳舞的方
式将发现的蜜源告诉同伙，这种现象在生物学
上称（ A ）
A．种内互助
B．种内斗争
C．互利共生
D．竞争
下例说法正确的是（ C )
4、3 群落的结构
一、群落水平上研究的问题 1、群落的概念：
2、研究的问题：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
二．（6群） 落的物种组成
1、群落的物种组成是区别不同群落的重要特征
概念： 热带到两极：物种多样性减少， 2、丰富度 规律： 随海拔高度增加：
随水深增加：
三．种间关系
关系名称 概念 数量坐标图 能量关系图 特点 捕食
群落的演替
一、演替的类型
1、概念：
2、原因：
3、类型 概念：
（1）初生演替 过程（以裸岩上的演替为例）
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本阶段
灌木阶段
森林阶段
举例：
（2）次生演体：
概念：
过程：(以弃耕的农田为例)
弃耕农田
一年生杂草
多年生杂草 小灌木
灌木层
森林
举例:
二、人类活动对群落演替的影响 1、活动方式：不合理方式；
实例 羊与草
竞争 寄生
互利共生
水稻和稗草
蛔虫和人
地衣、豆科 植物与根瘤
菌
四、群落的空间结构
1、垂直结构：在垂直方向上，大多数群落具有明显分层现象
08-群落的组成与结构
热带雨林
海洋、荒漠植被
热带稀树大草原
北美
西伯利亚森林
苔原冻土
珊瑚礁Βιβλιοθήκη 南北坡植被比较新疆风光
（二）群落性质的两种对立观点
1.机体论学派(Organismic school)
美国生态学家克莱门茨（Clements )：将植物 群落比拟为一个生物有机体，看成是一个自然 单位。 群落像一个有机体一样，有诞生、生长、成熟 和死亡的不同发育阶段，而这些不同的发育阶 段，可以解释成一个有机体的不同发育时期。
V其数值变化 范围是从-1到+1。 然后按统计学 的x2-检验法测定 所求得关联系数 的显著性。
三、群落的结构
(一)群落的结构单元
1．生活型life form：是生物对外界环境适应的外部 表现形式。 对植物而言，其生活型是植物对于综合环境条件 的长期适应，而在外貌上反映出来的植物类型。 •分类 ①高位芽植物（Phanerophytes）
建群种只有1个，称“单建群种群落”或“单优种群落”。
≧2个同等重要的建群种，称“共建种群落”或“共优种群落”。
2.亚优势种subdominant species：指个体数量和作 用都次于优势种，但仍起着一定作用的植物种。
3.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。
2.个体论学派（Individualistic school）
H. A. Gleason：将群落与有机体相比拟是欠妥 的。 原因：群落的存在依赖于特定的生境与不同物 种的组合，但是环境条件在空间与时间上都是 不断变化的，因此每群落都不具有明显的边界。 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。 群落只是科学家为了研究方便，而抽象出来的 一个概念。
群落的组成与结构 【完美版PPT】
聚集体 。 E. P. Odum：除种类组成和外貌一致外，还具有一定的营
养结构、代谢格局、结构单元、是生态系统中的生命部 分。
第一节 群落的概念
群落生态学 Community Ecology
1902年，瑞典人Schroter首次提出这个概念，1910年，第 三届国际植物学会议上正式采纳。
第一节 群落的概念
争论焦点 机体论观点
个体论观点
两条途径 群丛单位理论（群落）指导下的群落 研究
群落类型 真实的、自然界存在的一个客观实体
种群独立假说 抽象而且人为
群落比拟 有机体、生物的种 群落边界 明显的
群落比拟为有机体欠 妥
逐渐过渡
群落分布 间断分布
连续分布
代表人物 Clements(1916，1928)
生产力学说：其他条件相等，群落的生产力越高，生产的 食物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就越高 。
第二节 群落的组成
影响群落物种多样性的因子及相互作用
第二节 群落的组成
六、种间关联
正关联：两个种一块出现的次数比期望值高； 负关联：两个种共同出现的次数少于期望值。
第二节 群落的组成
群落的组成与结构
第一节 群落的概念
一、群落的概念 community
1、定义： 在相同时间 聚集在同一 地段上的各 物种种群的 集合。
第一节 群落的概念
群落概念的发展
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：不同植物有机体的特定组合，有机体之间及
群落的组成与结构-PPT课件
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引入和去除实验：顶级食肉动物是决定群落结构的关键种
Paine RT. 1966. Food web complexity and species diversity. American Naturalist 100:65-75.
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3间异质性与群落结构 空间异质性的程度越高，物种的多样性也越高。 1.非生物环境的空间异质性 2.植物空间异质性
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空间异质性学说：物理环境越复杂，或空间异质性越 高，动植物群落的复杂性也越高，物种多样性也越大。 如山区物种多样性明显高于平原；群落中小生境丰富 多样，物种多样性越高。 气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动植物的种 类越丰富，在生物进化的地质年代中，地球唯有热带 的气候可能是最稳定的，出现了大量狭生态位和特化 的种类，故物种多样性高。在高纬度地区，自然选择 有利于广适应性的生物。
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第四节 影响群落结构的因素 一、生物因素：竞争与捕食 （一）竞争对群落结构的影响 引起种间的生态位的分化，使群落中物种多 样性增加 同资源种团（Guild）：群落中以同一方式利 用共同资源、生态位比较接近的物种集团。
等价种 关键种
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二、群落的垂直结构 群落的分层现象，与对光等资源的利用有关， 可以分为光合层和异养层。
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。
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。
群落的组成与结构
时间
在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加 在群落演替的后期，物种多样性会降低
决定多样性梯度的因素
进化时间学说 热带群落比较古老，进化时间长，并且在地质年代中环境条 件稳定，很少遭受灾害性气候变化，群落有足够的时间发展 到高多样化的程度，所以多样性较高；相反，温带和极地群 落从地质上讲比较年轻，遭受灾难性气候比较多，所以多样 性较低
决定多样性梯度的因素
竞争学说 在物理环境严酷的地区，如极地和温带，自然选择主要受 物理因素控制，但在气候稳定而温和的热带地区，生物之 间的竞争成为进化和生态位分化的主要动力，由于生态位 分化，热带动植物要求的生境条件往往很狭隘，其食性也 较特化，物种之间的生态位重叠较多 生产力学说 如果其他条件相等，群落的生产力越高，生产的食物越多，
不具有明显的边界 环境的变化使人们无法划分出一个个独立的群落实体， 群落只是科学家为了研究方便而抽象出来的一个概念 代表人物：H.A.Gleason
现代生态学对群落的认识
多数群落生态学家持机体论观点 但一些近代的群落生态学研究，采用梯度分析和排序的
方法证明群落并不是一个个分离、有明显边界的实体，
2 i 1 2
2
D2 1 Pi 1 (50 / 100) 2 (50 / 100) 2 0.5000
2 i 1
H1 Pi log 2 Pi (0.99 log 2 0.99 0.01 log 2 0.01) 0.081
i 1 2
第三部分 群落生态学
一、群落的组成与结构 二、群落的动态
三、群落的分类与排序
第八章 群落的组成与结构
一、群落的概念 群落(community)：在相同时间聚集在同一地段 上的各物种种群的集合 生物群落 植物群落+动物群落+微生物群落 群落生态学（synecology）
群落的组成与结构ppt课件
1.2.2 群落中各物种之间相互联系 生物群落并非种群的简单集合。能够组合在一起构 成群落的种群具备两个先决条件：第一，必须共同适 应它们所处的无机环境；第二，它们内部的相互关系 必须取得协调、平衡。
重要值(I．V.) = 相对密度十相对频度十相对优势 度(相对基盖度或其他)
上式用于草原群落时，相对优势度可用相对盖度代替： 重要值 = 相对密度十相对频度十相对盖度
—Department of Environmental Science and Engineering—
2.4 种的多样性
生物多样性可定义为“生物中的多样化和变异性及物种 生境的生态复杂性”。它包括植物、动物和微生物的所 有种及其组成的群落和生态系统。生物多样性一般有三 个水平，即遗传多样性，指地球上生物个体中所包含的 遗传信息之总和；物种多样性，指地球上生物有机体的 多样化，包括种的丰富度和种的均匀度；生态系统多样 性，涉及的是生物圈中生物群落、生境与生态过程的多 样化。
1.3.3 现代生态学对群落的认识 群落存既在着连续性的一面，也有间断性的一面 如果采取生境梯度的分析的方法，即排序的方法来 研究连续群落变化，在不少情况下，表明群落并不是 分离的、有明显边界的实体，而是在空间和时间上连 续的一个系列 如果排序的结果构成若干点集的话，则可达到群落 分类的目的；如果分类允许重叠的话，则又可反映群 落的连续性 群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥， 关键在于研究者看待问题的角度和尺度
Cop(Copiosae)3 数量很多
Cop2
数量多
Cop1
数量尚多
Sp(Sparsal)
《群落的结构》课件
群落研究需要与地理学、环境科学、地球科学等学科进行跨学科合作，共同探究生态系统的复杂性和动态性。
创新研究方法和技术
随着科技的发展，未来群落研究将更加注重创新研究方法和技术，如遥感技术、地理信息系统、生态模型等，以提高研究的准确性和可靠性。
拓展研究对象
未来群落研究将更加关注人类活动对生态系统的影响，以及生态系统对人类健康的反馈作用，拓展研究对象和领域。
群落的形成
群落的结构特征包括物种组成、数量特征、空间配置、营养结构等。这些特征反映了群落的生态学规律和演化历程，是研究群落的重要内容。
群落的结构特征
群落结构是维护群落稳定和发展的重要因素，对物种多样性的保护和生态平衡的维护具有重要意义。同时，群落结构也是生态系统服务功能的重要基础，对人类生存和发展具有重要意义。
演替的规律
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群落的结构与功能
群落的物种组成
物种多样性
群落中的物种多样性是指群落中物种的丰富程度和均匀度，它是衡量群落稳定性和生态系统功能的重要指标。
优势种与亚优势种
群落中的优势种是指对群落结构和功能有显著影响的物种，而亚优势种则是指对群落有一定影响但不如优势种明显的物种。
物种间的相互关系
总结词
初生演替
指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的生物演替。
总结词
次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的生物演替。例如，在森林砍伐后的地方、弃耕的农田等地方所发生的演替。
群落的重要性
群落的定义
群落形成的因素
群落的形成受到多种因素的影响，包括气候、土壤、地形、生物因子等。这些因素通过影响物种的分布和数量，进而影响群落的结构和组成。
第八章群落的组成与结构
（二）种类组成的数量特征
–种的个体数量：多度、密度、盖度、 频度、高度、重量、体积
–种的综合数量特征：优势度、重要值、 综合优势比
–群落的综合特征：存在度、恒有度、 群落相似系数
1、多度（abundance）与密度（density）
多度是对物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群
• 通常把曲线陡度开始变缓处所对应的面积， 作为最小面积。
组成群落的种类越丰富，其最小面积越大。如我国云南西双版 纳的热带雨林，最小面积为2500M2，北方针叶林为400 M2，落叶 阔叶林为100 M2，草原灌丛为25～100 M2，草原为1～4 M2。
2、群落成员类型
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(dominant species)，它们通常是那些 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。
（三）对群落性质的两种对立观点
1、机体论学派(Organismic school) 该学派的代表人物是美国生态学家克莱门茨
（Clements )，他将植物群落比拟为一个生物 有机体，看成是一个自然单位。
他们认为：群落像一个有机体一样，有诞生 、生长、成熟和死亡的不同发育阶段，而这些 不同的发育阶段，可以解释成一个有机体的不 同发育时期。
7、存在度：在同一类型的各个群落中，某一种植 物所存在的群落数。
8、恒有度：某物种在各个具有相同面积的群落出 现的次数。
9、群落相似系数：各样方单位共有种的百分比。 Jaccard相似系数 c/（a＋ b － c）
10、确限度：一个种局限于某一植物群丛的程度。
第8章++群落的组成与结构
几种常用的多度等级
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投影盖度和基盖度
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Biodiversity
• 生物多样性(biodiversity)的概念
生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性
• 生物多样性的三个水平
遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和 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
4.1
0
13.1
7.8
2
38.0
3.7
1.3
39.8
26.4
3.2
41.1
19.0
33.4
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生活型谱与环境
• 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，生活型与环境关系密切
• 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
将Cody指数与Whittaker指数结合形成，变量含义与
上述两式相同
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27
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物种多样性的时空变化
• 纬度：随纬度升高物种多样性降低 • 海拔：随海拔升高物种多样性降低 • 水体：随深度增加物种多样性降低 • 时间
在群落演替的早期，随着演替的进展，物种多样性增加 在群落演替的后期，物种多样性会降低
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种间关联
• 2x2列联表
V • 关联系数
(adbc) ( ab) (dc) (ca) (db)
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4 群落的结构
4.1 群落的结构单元 4.2 群落的垂直结构 4.3 群落的水平结构 4.4 群落的时间结构 4.5 群落交错区和边缘效应
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第八章群落的组成与结构
复习思考题：
问答题
1、什么是生物群落？它有哪些主要特征？
答案：生物群落指在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。
生物群落作为种群与生态系统之间的一个生物集合体，具有自己独有的许多特征，其基本特征如下：
（1）具有一定的种类组成
（2）群落中各物种之间是相互联系的
（3）群落具有自己的内部环境
（4）具有一定的结构
（5）具有一定的动态特征
（6）具有一定的分布范围
（7）具有边界特征
（8）群落中各物种不具有同等的群落学重要性。
2、什么是群落交错区，它的主要特征有哪些？
答案：群落交错区又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间（或生态地带之间）的过渡区域。
群落交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带。
其主要特征是群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大。
群落交错区的种的数目及一些种的密度增大的趋势称为边缘效应。
3、何为生活型，如何编制一个地区的生活型谱？
答案：生活型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，而且在适应特点上也是相似的。
统计某个地区或某个植物群落内各类生活型的数量对比关系成为生活型谱。
制定生活型谱的方法，首先是弄清整个地区的全部植物类型，列出植物名录，确定每种植物的生活型，然后把同一生活型的种类归到一起。
按下列公式求算：
某一生活型的百分率=该地区该生活型的植物种数/该地区全部植物的种数x 100%。
4、Raunkiaer频度定律说明了说明问题？
答案：凡频度在1%-20%的植物种归入A级，21%-40%者为B级，41%-60%者为C级，61%-80%者为D级，80%-100%者为E级，这样，Raunkiaer对8000多种植物的频度统计中，频度属于A级的植物种类占53%，属于B级者有14%，C级有9%，D级有8%，E级有16%，这样按其所占比例的大小，五个频度级的关系是A＞B＞C≥D＜E，这就是Raunkiaer频度定律。
这个定律说明：在一个种类分布比较均一的群落中，属于A级频度的种类占大多数，B、C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和建群种，其数目也较多，所以占有的比例也较高。
这个规律符合群落中低频度种的数目较高频度种的数目多的事实。
5、层次和层片有何异同？
答案：层片是群落结构的基本单位之一，是由相同生活型或相似生态要求的种组成的机能群落，群落的不同层片是由属于不同生活型的不同种的个体组成。
层片是生态学的概念，而层次是形态学的概念，二者的侧重点不同。
6、群落结构的时空格局及其生态意义是什么？
答案：群落结构的时空格局包括垂直结构，水平结构和时间结构。
（1）垂直结构：群落的垂直结构最直观的就是它的成层性。
成层性不仅表现在地面上，而且表现在地下，成层现象时群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果，它不仅缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿物营养的矛盾，而且由于植物在空间上的成层排列，扩大了植物利用环境的范围，提高了同化功能的强度和效率，成层现象越复杂，即群落结构越复杂，植物对环境的利用越充分，提供的有机物质也就越多，各层之间在利用和改造环境中，具有层的互补性，生物群落中动物的分层也很普遍，水域中，某些水生动物也有分层现象。
（2）水平结构：植物群落水平结构的主要特征是它的镶嵌性。
镶嵌性是植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的，从而形成了许多小群落。
小群落的形成是由于生态因子的不均匀性，如小地形和微地形的变化，土壤湿度和盐渍化程度的差异，群落内部环境的不一致，动物活动及人类的影响等。
总之，群落环境的异质性越高，群落的水平结构越复杂。
（3）时间结构：不同植物种类的生命活动在时间上的差异，就导致了结构部分在时间上的相互更替，形成了群落的时间结构。
在某一时期，某些植物种类在群落上面活动中起主要作用，而在另一时期，则是另一些植物种类在群落生命中起主要作用，时间的成层性在不同的群落类型有不同的表现，温带阔叶林的时间层片表现最为明显，群落结构的周期性特点也最为突出。
这种以时间因素为转移的层片更新现象，同样是草甸、草原和荒漠等植物群落的普遍现象。
因而，群落中时间性层片的形成，应该看做事植物群落的结构部分。
在生境的利用方面起着相互补充的作用，达到了对时间因素的充分利用。
7、多样性随哪些条件而改变？为什么热带地区生物群落的多样性高于温带和极地？（1）多样性随纬度的变化：物种多样性有随纬度的增加而逐渐降低的趋势。
（2）多样性随海拔的变化：无论是低纬度的山地还是高纬度的山地，也无论是海洋气候下的山地，物种多样性随海拔的升高而逐渐降低。
（3）在海洋或淡水水体，物种多样性有随着深度增加而降低的趋势。
这是因为阳光下进入水体之后，被大量吸收与散射，谁的深度越深，光线越弱，绿色植物无法进行光合作用，因此多样性降低。
热带地区纬度较温带和极地低，阳光充足，降水多，资源丰富，给生物生存提供了良好的生活环境，所以热带地区生物群落的多样性高于温带和极地。