第七节群落的概念
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• 水生群落的分层 由光在水中的穿透性、温度和氧气的垂直分布决定
–例
• 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
• 群落结构受环境影响
群落的空间构成
每种群落具有自己独特的外貌，可 以直接观察得到，它常常由作为优势种 的动植物物种种群决定。
群落的垂直构成
• 陆地群落的分层 –例 • 林林冠层吸收了大部分光辐射。随着光照强度渐 减，依次发展为林冠层、下木层、灌木层、草本 层和地被层等层次。一般讲，温带群落的夏绿阔 叶林的地上成层现象最为明显，寒温带针叶林的 层次简单，而热带森林的层次最为复杂
– 第一个群落中优势树种有96株，其余4个物种各 一株
– 第二个群落的5个物种各有20株树 – 哪个群落的多样性高？
物种多样性指数
• Shannon-Wiener指数，它的定义是：
s
H pilogepi i1
H是群落物种多样性的Shannon-Wiener指数
pi是第i个物种种群的个体数在群落总个体数中所占比例 s是物种数 对数的底，也有采用2或10的。H的最大值是loge s，这时
• 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
群落的水平构成
• 群落中不同物种种群水平分布格局，也称之为 群落的二维结构。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
动物同资源物种组合（guild）
• 属于群落中同资源物种组合的物种种群，利用 相同的资源，有着相似的生存方式
• 同资源物种组合内的物种有时亲缘关系很近， 但有时在分类学上没有关系
• 例：
– 热带雨林中的食果实鸟 – 荒漠中的食种子动物（啮齿动物、鸟、蚂蚁） – 溪流中的滤食性无脊椎动物
植物生活型（ecotype)
群落中有2个以上物种种群且各个种群的个体数相等， 且Hmax = loge s • 均匀性指数
E = H / Hmax
例：物种多样性Shannon-Wiener指数
• 第一个群落 H1 = - (4 × 0.01 loge 0.01 + 0.96 loge 0.96) = 0.223 均匀性指数E1 = H1 / loge5 = 0.223/1.609 = 0.139
群落的物种组成
• 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
• 植物群落生态学研究中常用的群落成员类型：
– 优势种 – 建群种 – 亚优势种 – 伴生种 – 偶见种或罕见种
• 动物群落中，也区分优势种、常见种和稀有种
注：是同一个植物物种在不同的群落中可以不同的群落成员类 型出现。
• 重要值：重要值=相对密度+相对频度+相对盖 度
动物群落的多度
动物群落的多度，可以直接利用各个 物百度文库种群的密度调查，从而获得各个种 群的绝对密度或者相对密度，进而估计 群落的多度
3 群落的物种多样性
• 含义：
– 群落中有多少个物种，即物种的丰富度 – 各个物种的相对丰富度
例
– 两个森林群落各自都有100株树，物种数也都 是5个
植物群落的多度
• 种的个体数量指标 – 密度：相对密度 – 盖度：群落中某一物种种群的分盖度占所有 分盖度和的百分比叫相对盖度 – 频度：频度＝该物种出现样方数／样方总数 – 植物的高度以及重量
• 综合指标
植物群落综合数量指标
• 优势度：表示一个物种种群在群落中的地位和 作用，可以用盖度、所占空间的大小或重量、 密度表示
• 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 同
• 中等程度的干扰能维持高多样性的理由 – 在一次干扰后少数先锋种入侵空的生态位。如果干 扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，因而多样 性较低 – 如果干扰间隔期过长，使演替发展到顶级阶段，因 而多样性也较低； – 只有中等干扰程度使多样性维持在最高水平，它允 许更多的物种入侵和定居
• 第二个群落 H2 = - (5 × 0.2 loge 0.2 ) = 1.609 均匀性指数E 2= 1
• 第二个群落的物种多样性指数和均匀性都比第一个群 落高
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
• 竞争 • 捕食
生物因素
竞争导致生态位分离
• 生态位的分离使相同空间范围内能够容 纳更多的物种
捕食
• 顶级捕食者常常维持着群落结构
冠石种（keystone species)
– 佩因在海洋潮间带群落中去除海星的试验：
潮间带群落中，海星以藤壶、贻贝、帽贝、石 鳖为食。佩因连续数年在实验样地中去除所有海星， 几个月后，样方中藤壶成了优势种，以后藤壶又被 贻贝所排挤，贻贝成为优势种，变成了单种群落， 原有的群落结构几乎完全被打破。这个实验说明海 星对维持原来群落的结构和多样性起决定作用，它 是该潮间带群落中的冠石种
上图：温带的 潮间带食物网， 较少的捕食者 维持着较低的 物种多样性
下图：亚热带 的潮间带食物 网，较多的捕 食者维持着较 高的物种多样 性
干扰与群落结构
• 干扰：森林中树的倒下、草食动物的啃 食、潮汐、火、气候异常、人类活动等
中度干扰假说
• 频度和强度适中的干扰有利于维持群落的多样性。中 度干扰假说预测群落受中度干扰作用时，群落的物种 多样性最高，结构最复杂
• 与同资源物种组合概念类似，相同生活型的植 物有类似的结构和生长动态，以类似的方式利 用环境资源
• 植物可以分成几个大型生活型，比如乔木、藤 本植物、一年生植物、硬叶植被、禾本科草、 非禾本科草等
群落的多度
• 多度
– 群落完整的生物物种名录 – 各个物种种群的相对多度
• 植物群落和动物群落的多度量度和调查 不同
• 群落也能够从更广阔的角度如物种多度、分布、 食物链和食物网来理解它的结构和功能
• 特别地，也能从利用相同资源的相似物种之间 的相互作用来观察它的特性
生物群落的结构
• 群落结构的内容： – 物种种群的组成 – 物种种群的数量或相对数量 – 不同物种种群之间的相互作用，这是 群落结构中最重要、最富活力的部分
第七节群落的概念
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
群落特征
• 种群间相互作用的有意义和复杂的特性。发生 在个体间的竞争、捕食、寄生和互利共生显示 出在群落组织中隐藏的许多格局
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
环境复杂性
• 例：
– 森林鸟类的多样性随林木从下到上而增加， 因为从下到上树叶密度增加。如麦克阿瑟测 量了从草地到落叶林的树叶高度多样性，它 从0.043增加到1.093，其中鸟的多样性从0.80 增加到2.80
–例
• 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
• 群落结构受环境影响
群落的空间构成
每种群落具有自己独特的外貌，可 以直接观察得到，它常常由作为优势种 的动植物物种种群决定。
群落的垂直构成
• 陆地群落的分层 –例 • 林林冠层吸收了大部分光辐射。随着光照强度渐 减，依次发展为林冠层、下木层、灌木层、草本 层和地被层等层次。一般讲，温带群落的夏绿阔 叶林的地上成层现象最为明显，寒温带针叶林的 层次简单，而热带森林的层次最为复杂
– 第一个群落中优势树种有96株，其余4个物种各 一株
– 第二个群落的5个物种各有20株树 – 哪个群落的多样性高？
物种多样性指数
• Shannon-Wiener指数，它的定义是：
s
H pilogepi i1
H是群落物种多样性的Shannon-Wiener指数
pi是第i个物种种群的个体数在群落总个体数中所占比例 s是物种数 对数的底，也有采用2或10的。H的最大值是loge s，这时
• 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
群落的水平构成
• 群落中不同物种种群水平分布格局，也称之为 群落的二维结构。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
动物同资源物种组合（guild）
• 属于群落中同资源物种组合的物种种群，利用 相同的资源，有着相似的生存方式
• 同资源物种组合内的物种有时亲缘关系很近， 但有时在分类学上没有关系
• 例：
– 热带雨林中的食果实鸟 – 荒漠中的食种子动物（啮齿动物、鸟、蚂蚁） – 溪流中的滤食性无脊椎动物
植物生活型（ecotype)
群落中有2个以上物种种群且各个种群的个体数相等， 且Hmax = loge s • 均匀性指数
E = H / Hmax
例：物种多样性Shannon-Wiener指数
• 第一个群落 H1 = - (4 × 0.01 loge 0.01 + 0.96 loge 0.96) = 0.223 均匀性指数E1 = H1 / loge5 = 0.223/1.609 = 0.139
群落的物种组成
• 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
• 植物群落生态学研究中常用的群落成员类型：
– 优势种 – 建群种 – 亚优势种 – 伴生种 – 偶见种或罕见种
• 动物群落中，也区分优势种、常见种和稀有种
注：是同一个植物物种在不同的群落中可以不同的群落成员类 型出现。
• 重要值：重要值=相对密度+相对频度+相对盖 度
动物群落的多度
动物群落的多度，可以直接利用各个 物百度文库种群的密度调查，从而获得各个种 群的绝对密度或者相对密度，进而估计 群落的多度
3 群落的物种多样性
• 含义：
– 群落中有多少个物种，即物种的丰富度 – 各个物种的相对丰富度
例
– 两个森林群落各自都有100株树，物种数也都 是5个
植物群落的多度
• 种的个体数量指标 – 密度：相对密度 – 盖度：群落中某一物种种群的分盖度占所有 分盖度和的百分比叫相对盖度 – 频度：频度＝该物种出现样方数／样方总数 – 植物的高度以及重量
• 综合指标
植物群落综合数量指标
• 优势度：表示一个物种种群在群落中的地位和 作用，可以用盖度、所占空间的大小或重量、 密度表示
• 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 同
• 中等程度的干扰能维持高多样性的理由 – 在一次干扰后少数先锋种入侵空的生态位。如果干 扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，因而多样 性较低 – 如果干扰间隔期过长，使演替发展到顶级阶段，因 而多样性也较低； – 只有中等干扰程度使多样性维持在最高水平，它允 许更多的物种入侵和定居
• 第二个群落 H2 = - (5 × 0.2 loge 0.2 ) = 1.609 均匀性指数E 2= 1
• 第二个群落的物种多样性指数和均匀性都比第一个群 落高
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
• 竞争 • 捕食
生物因素
竞争导致生态位分离
• 生态位的分离使相同空间范围内能够容 纳更多的物种
捕食
• 顶级捕食者常常维持着群落结构
冠石种（keystone species)
– 佩因在海洋潮间带群落中去除海星的试验：
潮间带群落中，海星以藤壶、贻贝、帽贝、石 鳖为食。佩因连续数年在实验样地中去除所有海星， 几个月后，样方中藤壶成了优势种，以后藤壶又被 贻贝所排挤，贻贝成为优势种，变成了单种群落， 原有的群落结构几乎完全被打破。这个实验说明海 星对维持原来群落的结构和多样性起决定作用，它 是该潮间带群落中的冠石种
上图：温带的 潮间带食物网， 较少的捕食者 维持着较低的 物种多样性
下图：亚热带 的潮间带食物 网，较多的捕 食者维持着较 高的物种多样 性
干扰与群落结构
• 干扰：森林中树的倒下、草食动物的啃 食、潮汐、火、气候异常、人类活动等
中度干扰假说
• 频度和强度适中的干扰有利于维持群落的多样性。中 度干扰假说预测群落受中度干扰作用时，群落的物种 多样性最高，结构最复杂
• 与同资源物种组合概念类似，相同生活型的植 物有类似的结构和生长动态，以类似的方式利 用环境资源
• 植物可以分成几个大型生活型，比如乔木、藤 本植物、一年生植物、硬叶植被、禾本科草、 非禾本科草等
群落的多度
• 多度
– 群落完整的生物物种名录 – 各个物种种群的相对多度
• 植物群落和动物群落的多度量度和调查 不同
• 群落也能够从更广阔的角度如物种多度、分布、 食物链和食物网来理解它的结构和功能
• 特别地，也能从利用相同资源的相似物种之间 的相互作用来观察它的特性
生物群落的结构
• 群落结构的内容： – 物种种群的组成 – 物种种群的数量或相对数量 – 不同物种种群之间的相互作用，这是 群落结构中最重要、最富活力的部分
第七节群落的概念
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
群落特征
• 种群间相互作用的有意义和复杂的特性。发生 在个体间的竞争、捕食、寄生和互利共生显示 出在群落组织中隐藏的许多格局
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
环境复杂性
• 例：
– 森林鸟类的多样性随林木从下到上而增加， 因为从下到上树叶密度增加。如麦克阿瑟测 量了从草地到落叶林的树叶高度多样性，它 从0.043增加到1.093，其中鸟的多样性从0.80 增加到2.80