第4章 植物群落

物相同、利用资源的方式相同等 ）的两个种不能在同
一地区长期共存。（若生活在同一地区，由于剧烈竞争，
他们必然会出现栖息地、食物、活动时间或其他特征上
的生态位分化。）
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高斯假说
当分别在酵母介质中 培养时，P.aurelia 比 P.Caudatum增长快。当 把两种加入同一培养器 中时，P.aurelia在混 合物中占优势，最后 P.Caudatum死亡消失。
中型（8-16m）、小型（2-8m）、矮（25cm-2m）
- 地上芽植物（Ch）：（ < 25cm） - 地面芽植物（H）： 浅地下芽或半隐芽植物 - 隐芽植物（Cr）：更新芽藏在地下或水中 - 一年生植物（T）：环境恶劣时植株死去，只留下种子
延续生命
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生活型谱：一定区域植物的生活型组成，可以反映该区
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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。
2
植物群落基本特征



具有一定物种 具有一定外貌 具有一定群落结构 形成群落环境 是一个功能集体 一定分布范围和分布规律 一定的动态特征 群落的边界特征
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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。
• 是群落的结构单元，具有一定的生活型和一定小环境的种
•
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层片与层的区别
层可能属于一个层片，也可能属于不同的
层片；由于一个层的类型可由若干生活型的
植物所组成，因此，层片的范围比层的窄。
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季相变化
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1、季相变化的主要形式
①落叶与长叶； ②开花与繁殖期； ③生长与休眠； ④叶色
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2、季相变化的特征
4
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。
岳桦林
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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 等。
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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。
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物种多样测度—丰富度指数
• Gleason指数
群落中物种数目 单位面积
D=（S-1）／lnA
群落中总物种数目
• Margalef指 数
D=(S-1)／lnN
观察到的个体总数
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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
属于种i 的个体在全部 个体中的比例
种数越多，各种个体分配越均匀，指数越高，指示群落多 样性越好 41
物种多样测度--物种均匀性指数
均匀度
实际的香农 －威纳指数 最大均匀条件下的香 农－威纳指数 群落中的总 物种数
E= H′／H′max H′max =-s(1/s log2 1/s )=log2 s 不均匀性 R= 1 - H′／ H′max = 1- E
草原群落：重要值=相对密度（％）＋相对频 度（％） ＋相对盖度（％）
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总优势度
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 意两项求其平均值再乘以100%。
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年龄结构的三种类型
增长型种群：基部宽，顶部狭。表示种群有大量幼体而老
年个体较小，反映该种群比较年轻并且种群的出生率大于
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在自然条件下，有些群落具有明显的边界，可以
清楚地加以区分；有的则不具有明显边界，而处
于连续变化中。
群落交错区（ecotone）：不同群落之间的过渡带。
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生活型组成特征
生活型—— 生态适应的特征为划分依据 Raunkiaer，更新芽的适应特点
- 高位芽植物（P）：巨型（>30m）、大型（16-30m）、
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4.盖度
投影盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面 基部盖度：植物基部覆盖面积。
积的百分比，简称盖度。
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。 比。 林业上常用郁闭度表示林木层的盖度。
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盖度比：某一物种的盖度与盖度最大的种的盖度
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乔木层盖度
草本层盖度
投影盖度
死亡率，是迅速增长的种群。 稳定型种群：大致呈钟型，从基部到顶部具有缓慢变化或 大体相似的结构，说明幼年个体和中老年个体数量大致相 等，出生率与死亡率大致相等，种群数量处于相对稳定状
态。
下降型种群：呈壶型，基部比较狭、而顶部比较宽。表示 种群中幼体比例很小而老年个体的比例较大，种群的死亡 率大于出生率。说明种群数量趋于下降，为衰退种群。
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（％） 地区 高 一 地上 地面 隐 位 年 芽 芽 芽 芽 生 P Ch H Cr T 气候
北极地区：斯匹次卑尔根群岛 1 22 60 15 2 - 24.5 68 4 3.5 高山地区：欧洲阿尔卑斯 8 6.5 51.5 25 9 温带地区：巴黎 12 21 20 5 42 沙漠地区：利比亚 热带地区：塞舌尔群岛 61 6 12 5 16 全球（1000种植物）
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种群动态变化
t时刻种群增长数量
J型增长
r: 平均每个个体的增长率 N: 个体数量
S型增长
K: 环境能容纳的总个体数量
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种群增长
自然种群的模型不象数学模型所预测的光滑、典型， 常常表现为两类增长型之间的过度类型。 环境条件好时呈“J”型，不利时呈“S” 型。 “J”型增长可以视为一种不完全的“S”型，即环境 限制作用是突然发生的，在此之前，种群增长不受限 制。
①温带森林和温带草原的季相变化最明显； ②热带雨林地区季相变化最微弱； ③在不同热量带中通常是光照或温度在起 作用，而在相同热量带中则通常是水分在起
主要作用。
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虞美人
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秦岭的四季
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第二节 植物群落的种类组成
• 植物群落的物种数量
• 植物种群特征
• 群落成员型
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植物群落的物种数量 种—面积曲线和种丰富度 种的多样性
46 9
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冬季极冷、漫长 寒冬长、高寒 寒冬长、冷湿 干旱 生长季热湿
26
6
13
不同群落类型的生活型谱
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叶片大小、性质及叶级
叶片大小、形状和性质直接影响群落的结 构和功能。 叶子性质：针叶、阔叶、常绿、落叶 叶级：鳞叶、微叶、小叶、中叶、大叶、 巨叶
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对生活型与生态类群组成的综合分析，能够更好反映 群落与所处环境的关系.
中旱生和旱中生的杂草类为主，环境不十分干旱草
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植物群落的空间结构和植物环境
垂直结构 水平结构 层片 时间格局
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D • 植物群落的分层现象 • 陆地群落的分层与光 的利用有关，群落层 次主要是由植物的生 长型和生活型所决定。 • 随着光强渐减，依次 发展为林冠层、下木 层、灌木层、草本层 和地被层
第四章 植物群落
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 植物群落的外貌和结构 植物群落的种类组成 植物群落功能 植物群落动态 植物群落分类与排序 植被图 植物和植物群落对环境指示作用
1
第一节 植物群落的外貌和结构
植物群落的定义 在特定空间或特定生境下，具有一定的植物种类组成和空 间结构、各种植物之间以及植物与环境之间彼此影响、 相互作用，具有一定外貌及结构，包括形态结构与营养 结构，并具有特定功能的植物集合体。
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• 确定群落面积： • 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
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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。
生态位分离:种间竞争结果使两物种的生态位发生分化， 从而使生态位分开。
竞争释放:在缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位， 这种现象称竞争释放。
C B A
A草本层；B灌木层；C下木层；D林冠层
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• 水生群落的分层现象
• 与阳光、温度、溶氧等因 素有关。
水马齿 白花水八角
莕菜
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森林群落的分层
现象与光强密切相关，
一个群落中的光照强
度总是随着高度的下
降而逐渐减弱。
森林
草甸
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• LAI(leaf area index) 叶面积指数
总叶面积 叶面积指数 = 地面投影面积
群落内的温度、
湿度、CO2浓度、
群落截留降水的
能力等的变化在
植物群落中都呈
现出一定的规律
性。
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群落的水平结构
指群落的配 置状况或水平 格局，有人称 之为群落的二 维结构。
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柳兰 Fire weed
图 陆地生物群落中水平格局的主要决定因素（Smith， 1980）
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•
层片 类组合。(亚高山上的杜鹃层片)
• 海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低
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决定多样性纬度梯度的因素
• • • • • • • 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
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植物种群特征
• 种群数量特征（静态）和年龄结构
• 种群动态变化
• 生态位与种群间竞争
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种群数量特征（静态）和年龄结构
多度 密度 盖度 频度 高度 重量 体积 重要值 总优势度 年龄结构
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多度Abundance：表示一个种在群落中的个体数量。 统计方法： 直接计算法，即“记名计法”，在树木种类，或者详 细的群落研究常用； 目测估计法,一般在植物个体数量多而植物体形小的 群落（如灌木、草本群落）中，常用目测估计法。 目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面 积上个体的多少。
7
功能集体：
能量和有机物质生产；
与环境间的物质交换；
对土壤的形成与改造作 用； 群落本身的增长、扩展 和更新。
8
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。
9
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。
γ β β β
α
α
α
α
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物种多样测度—多样性指数
辛普生多样性指数(Simpson’s diversity index)
D=1-∑Pi2
属于种i 的个体在全部 个体中的比例
辛普森多样性指数=随机取样的两个个体属于不同种的概率
香农－威纳指数(Shannon-Wiener index)
H′=-∑Pilog2Pi
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单种群落的个体数量变化－－3／2自疏法则
自疏现象（self-thinning）:同一种植物因密度引
起的死亡。
植物平均 重量 常数
W=Cd-a
植物密度
a为一个恒定数值等于3/2，因此上式被称为-3/2
自疏法则。
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重量
密度
a = -3/2
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高斯假说(种间竞争)
高斯假说（竞争排斥原理）：生态位相同（例如食
基部盖度
层盖度
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频度: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 之和的比
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重要值
用来表示某个种在群落中的地位和作用的综合 数指标。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)（％）
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生态位理论（ niche）
生态位：一个生物单元的生存条件总集合 基础生态位：在生物群落中，能够为某一物种所 栖息的、理论上最大的空间。 实际生态位：一个种实际占有的空间。
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A
捕 食 数 量
B
C
a
b
a
b
a
b
食物大小
食物大小
食物大小
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两物种的资源利用曲线
生态位分化
竞争排斥原理:高斯认为共存只能出现在物种生态位分化 的稳定、均匀环境中，因为，如果两物种具有同样的需要， 一物种就会处于主导地位而排除另一物种。 生态位重叠: 两物种生态位空间的相互重叠部分，称生态 位重叠。 生态位漂移:资源竞争而导致两物种的生态位发生变化称 生态位漂移。