第六章 生物群落的组成和结构

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他从温度、水分等基本生态因子出发,以植物体渡过生活不利时期(冬寒或干旱)的适应方式作为分类基础,即以更新芽(休眠芽)
距离土表的位置高低及芽的保护特征为依据,把高等有花植物分为5大生活型类群。
①高位芽植物,
②地上芽植物,
③地面芽植物,
④地下芽植物,
⑤一年生植物。
法国植物学家J.布朗-布朗凯的生活型类群
其代表人物是美国生态学家Clements
(群落演替过程类似于一个有机体的生活史)
Braun—blanquet和Nichols以及Warming
(将植物群落比拟为一个种)
英国生态学家A.C.Tansley
(种群生存的独立性与依赖性)
(二)个体论学派
个体论学派的代表人物之一是H.A.Gleason
前苏联的R.G.Ramensky和美国的R.H.Whittaker均持类似观点
(三)叶片大小、性质和叶面积指数
叶面积指数(LAI)
(四)同资源种团
概念
群落中以同一方式利用共同资源的物种集团被称为同资源种团,他们在种群中占有同一功能地位,是等价种,
同资源种团作为群落的亚结构单位
(五)生态位
二、群落的外貌与季相
群落的外貌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,
群落的外貌决定于群落优势的生活型和层片结构。
种类组成的性质分析——群落成员型划分
优势种和建群种
亚优势种
伴生种
偶见种或稀见种
专题:群落类型单优群落
共优群落
多优群落
混优群落
寡优群落
优势种和建群种的区别
二、种类组成的数量特征是近代群落分析技术的基础
(一)种的个体数量指标
(二)种的综合数量指标
(一)种的个体数量指标
1.多度(Drude多度等级)
2.密度(密度与分布格局,相对密度,密度比)
二、群落的基本特征
具有一定的外貌;
具有一定的种类组成;
具有一定的群落结构;
形成群落环境;
不同物种之间的相互影响;
一定的动态特征;
一定的分布范围;
群落的边界特征;
群落中各物种不具有同等的生态学重要性。
群落生态学的中心问题是回答群落的整体结构是如何形成的。
在生态学发展史中,生物群落概念的提出是很早的。但是对于生物群落的两种对立观点——个体论学派和机体论学派的争论至今未休。群落中为什么有那么多的动、植物种类?它们为什么像现在这样分布着?它们之间是怎样发生着相互作用的?这是群落生态学最令人感兴趣的问题。
不管引起种间关联的原因如何,它的确定是以种在取样单位种的存在与否来估算。因此,取样面积的大小对于研究结果有重要影响,在均质群落中,可预期种间关联是随样本大小的增加而增大,达到这一点后则维持不变。
(二)关联计算及表示
表示种对之间是否关联,常采用关联系数(association coefficient)
第三节群落的结构
群落的结构要素
群落的外貌与季相
群落的垂直结构
群落的水平结构
群落的时间结构
群落交错区与边缘效应
一、群落的结构要素
生活型(life form)
层片(synusia)
叶片大小、性质及叶面积指数
同资源种团
生态位
(一)生活型
生活型概念
Raunkiaer的植物生活型系统(分类标准、分类)
生活型谱
3.盖度[基盖度(草原/森林)、相对盖度,盖度比,郁闭度】
4.频度(Raunkiaer频度定律)
5Baidu Nhomakorabea高度
6.重量(生物量/现存量)
7.体积(森林材积)
(二)种的综合数量指标
1.优势度
2.重要值
3.综合优势比
三、种间关联
(一)关联性质
(二)关联计算及表示
(三)关联分析与群落性质
(一)关联性质
正关联
负关联
动物之所以有分层现象,主要与食物有关,其次还与不同层次的微气候有关。
四、群落的水平结构
群落的水平结构的概念
镶嵌群落的概念
群落内部环境因子的不均匀性,是群落镶嵌性的主要原因
自然界中群落的镶嵌性是绝对的,而均匀性是相对的
五、群落的时间结构
如果说植物种类组成在空间上的配置构成了群落的垂直结构和水平结构的话,那么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配置,形成了群落的时间结构。
群落外貌常常随时间的推移而发生周期性的变化,即随着气候季节型交替,群落呈现不同的外貌,这就是季相。
温带草原地区动植物的季相变化
三、群落的垂直结构
(一)植物群落的成层性
即群落的成层性包括地上成层和地下成层
成层结构的意义:
自然选择的结果,提高了对资源的利用率
成层性的复杂程度指示生态环境的良好程度
(二)动物群落的分层现象
第二节群落的种类组成
种类组成的性质分析
种类组成的数量特征是近代群落分析技术的基础
种间关联
一、种类组成的性质分析——种类组成调查
种类组成对于群落性质研究的意义
种类组成的调查方法(最小面积法)
所谓最小面积,是指基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积,如果抽样面积太大,会花费很大的财力、人力和时间等。如果抽样面积太小,则不可能完全反应组成群落的物种情况,通常以绘制种—面积曲线来确定最小面积的大小。
法国植物学家J.布朗-布朗凯(1932)沿用C.劳恩凯尔的分类原则,但将一切植物都包括进去,而且还考虑各类植物的生境特点,提出了更全面的分类系统。他把植物分为10大生活型类群:①浮游植物(包括大气中、水中和冰雪中的浮游植物);②土壤微生物(包括好气的和嫌气的);③内生植物(包括石内、植物体内和动物体内的);④一年生植物(包括叶状体、苔藓蕨、蕨类和种子植物);⑤水生植物(包括漂浮、固着和生根的);⑥地下芽植物(包括真菌、根寄生等);⑦地面芽植物(包括叶状体和生根的);⑧地上芽植物(包括匍匐苔藓、枝状地衣、垫状的、禾本型的、灌木和半灌木等);⑨高位芽植物(包括矮高位芽、大高位芽等);⑩树上的附生植物。
鸟类学中常用的攀禽、走禽、涉禽、游禽、鸣禽、猛禽等即属按行为分型。
(二)层片
层片概念
层片的特征
层片与层
概念
层片一词系瑞典植物学家H.Gams(1918)首创,他将层片划分为三级,第一级是同种个体的组合,第二级层片是同一生活型的不同植物的组合,第三级层片是不同生活型的不同种类植物的组合,很明显,H.Gams的第一级层片指的是种群,第三级层片指的是植物群落。现代群落学研究中一般使用的层片概念,相当于H.Gams的第二级层片。
第六章生物群落的组成和结构
生物群落的概念
群落的种类组成
群落的结构
影响群落组成和结构的因素
第一节生物群落的概念
生物群落的定义
群落的基本特征
群落的性质
一、生物群落的定义——生物群落的定义
生物群落可定义为在相同时间及特定空间或特定生境下,具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用,具有一定的外貌及结构,包括形态结构与营养结构,并具有特定的功能的生物集合体,也可以说,一个生态系统中具生命的部分即生物群落。
特征
属于同一层片的植物是同一生活型类别,但同一生活型的植物种只有其个体数量相当多,而且相互之间存在着一定的联系时,才能组成层片;
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了群落环境;
每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间,而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征。
层片划分
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,例如,针阔叶混交林主要有五类基本的层片所构成:第一类是常绿针叶乔木层片,组成成分主要是松属,云杉属,冷杉属等植物,第二类层片是夏绿阔叶乔木层片,主要组成成分有槭属,椴属,桦属,杨属,榆属等,第三类是夏绿灌木层片,第四类是多年生草本植物层片,第五类是苔藓地衣层片。
计算步骤:2×2列关联表
计算关联系数
统计检验
计算结果可用半矩阵或星系图表示。
(semimatrix)or(constellation diagram)
(三)关联分析与群落性质
Whittaker认为,如果把群落中全部物种间的相互作用搞清楚,那么其类型的分布将是钟形的正态曲线,大部分围绕中心(无相互作用的)少数物种间关系处于曲线两端(必然的正相关和必然的排斥),如果真实的情况确是这样,那么种间相互关系还不足以把全部物种有机的结合成一个“客观实体”(群落),这就是说,从关联分析看,群落的性质更接近于一个连续分布的系列,即个体论所主张的观点。
等生活型线
生长型划分
生活型概念
生活型(life-form)是在同一环境中,不同种的生物在外貌上及内部生理上表现出一致性或相似性。生活型表明生物在进化过程中以相似的方式来适应相似的自然地理环境条件。生活型是生物对综合环境条件的长期适应,而在外貌上反应出来的类型。
Raunkiaer的植物生活型系统(分类标准、分类)
群落结构的稳定性
群落结构的多样性
群落结构的健康状况
群落的冗余结构理论
群落结构与功能
六、群落交错区与边缘效应
群落交错区(ecotone)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。
三、群落的性质
关于群落的性质问题,生态学界存在两派绝然对立的观点,
一派认为群落是客观存在的实体,是一个有组织的生物系统,象有机体与种群那样,被称为机体论观点;
另一派认为群落并非自然界的实体,而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集合,被称为个体论学派。
(一)机体论观点
一、生物群落的定义——群落生态学的定义
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,1910年,在比利时布鲁塞尔召开的第三届国际植物学会议上正式决定采用群落生态学这个科学名称。
一、生物群落的定义——群落生态学的发展
生活型谱
植物生活型谱将一个地区的植物按阮基耶尔的生活型标准分类,再列表比较各类生活型的数量对比关系,这便称为生活型谱。
一个地区的生活型谱反映了该地区的气候特征。如在潮湿的热带地区,高位芽植物占优势,在干燥炎热的沙漠和草原地区,一年生植物最多;在温带和北极地区,地面芽植物居多。
动物生活型
动物生活型研究得较晚,没有比较一致的看法。美国生态学家S·C·肯迪将动物按形态分为包壳型、珊瑚型、辐射型、双壳型、蜗牛型、蜂蝓型、蠕虫型、甲壳型、昆虫型、鱼型、蛇型、飞鸟型和四足兽型。还有更细的分类,如有的学者将四足兽型再按照行为方式分为游泳型、掘土型、奔跑型、攀援型和飞翔型。
层片与层
层片是群落的三维生态结构,它与层有相同之处,但又有质的区别,例如,森林群落的乔木层在北方可能属于一个层片,但热带森林中可能属于若干个不同层片,一般层片比层的范围要窄,因为一个层的类型可由若干生活型的植物所组成,例如,常绿夏绿阔叶混交林及针阔混交林中的乔木层都含有两种生活型,再如,草原群落中羊草、大针茅和防风属于同一层次,但羊草是根茎禾草层片,大针茅是丛生禾草层片,而防风则是轴根杂类草层片。
植物群落学(phytocoenology)也叫地植物学(geobotany)或植被生态学(ecology of vegetation)
动物群落学研究晚于植物群落学
动物、植物以及微生物群落整合研究是群落生态学发展趋势之一。
一、生物群落的定义——群落生态学的研究意义
由于群落的发展而导致生物的发展,因此,对特定生物进行控制的最好办法就是改变群落,而不是“攻击”其生物本身。
个体论学派反对将群落比拟为有机体的依据是:如果将植物群落看成是一个有机体,那么它与生物有机体之间存在这很大的差异,
(三)折衷观点
还有一些学者认为,两派学者都未能包括全部真理,并提出目前已经到了停止争论的时刻了,这些学者认为,现实的自然群落可能处于自个体论所认为的到机体论所认为的连续谱中的任何一点,或称Gleason-Clements轴的任何一点。
群落最小面积……巢式样方法
具体做法是,逐渐扩大样方面积,随着样方面积的增大,样方内植物种类也在增加,但当物种增加到一定程度时,曲线则有明显变缓的趋势,通常把曲线陡度开始变缓处所对应的面积,称为最小面积(如前图所示)
通常,组成群落的种类越丰富,其最小面积越大,最小面积如我国西双版纳的热带雨林为2500m2,北方针叶林为400m2,落叶阔叶林为100m2,草原灌丛为25-100m2,草原为1-4m2。
植物生长期的长短,复杂的物候现象是植物在自然选择过程中适应周期性变化着的生态环境的结果,它是生态-生物学特性的具体体现。
时间的成层性在不同的群落类型有不同的表现。
群落中时间性层片的形成,应该看作是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。
专题:群落结构
群落结构的复杂性
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