第六章生物群落的组成与结构

茎类多年生草本植物或水生植物。 ➢ 一年生植物：以种子越冬。
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植物的生长型
生长型（growth form）:根据植物的可见结构分成的不 同类群。生长型反映植物生活的环境条件，相同的环境 条件具有相似的生长型，是趋同适应的结果。
陆生植物大体可分为以下5种主要生长型： 树木：在都是高达3m以上的高大木本植物。 藤本植物：木本攀缘植物或藤本植物。 灌木：是较小的木本植物，通常高不及3m。 附生植物：地上部分完全依附在其他植物体上。 草本植物：没有多年生的地上木质茎，包括蕨类、禾草
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第四章 群落生态学
第一节 群落的概念
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第一节 群落的概念
一、群落的定义
群落（community）的概念来源于植物生态研究。 早在1807年，近代植物地理学的创始人Alexander Humboldt首先注意到自然界植物的分布不是零乱 无章的，而是遵循一定的规律而集合成群落，并 指出每个群落都有其特定的外貌，它是群落对生 境因素的综合反应。
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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
在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低
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决定多样性梯度的因素
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种的多样性
物种多样性：由物种数目和相对多度决定的。
➢ 物种丰富度(species richness): 指一群落或生境中物种 数目的多寡。
➢ 物种均匀度(species evenness):指一群落或生境中全部 物种个体数目的分配状况，反映各物种个体数目的分配 均匀程度。
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二、群落的基本特征简介
从上述定义中，可知一个生物群落具有下列基本 特征：
1、具有一定的种类组成 2、不同物种之间的相互影响 3、形成群落环境 4、具有一定的结构 5、一定的动态特征 6、一定的分布范围 7、群落的边界特征
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群落的基本特征
具有一定的种类组成：物种数和个体数。
不同物种之间的相互影响：必须共同适应它们所处的无 机环境；它们内部的相互关系必须取得协调和发展(种群 构成群落的二个条件)。
形成群落环境：定居生物对生活环境的改造结果。 具有一定的结构：形态结构、生态结构、营养结构。 一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。 一定的分布范围：特定的地段或特定的生境。 群落的边界特特征：或明确或不明确的边界。
5、数量特征 2020/10/20
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多度：对物种个体数目多少的一种估测指标。
密度：单位面积或单位空间内的个体数。
➢ 相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。 ➢ 密度比：某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比。
盖度：指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。 分种盖度（分盖度）、层盖度（种组盖度）、总盖度（群落 盖度）
物种多样性的测度
➢ 丰富度指数 ➢ 多样性指数 物种多样性类型
物种多样性梯度
决定多样性梯度的因素
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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
D=（S-1）／lnA 单位面积
Margalef指数
群落中总物种数目
D=(S-1)／lnN
属于种i 的个体在全部 个体中的比例
H′=-∑Pilog2Pi
第i 个
物种
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物种多样测度--物种均匀性指数
均匀度 实际的种类
多样性
E= H′／H′max
最大均匀条件下的种 类多样性（logeS）
群落中的最 大物种数
H′max =-s(1/s loge 1/s )=loge s
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假设的森林群落的物种多样性--群落B
Sp
N
1
5
2
5
3
5
4
5
5
5
Total 25
Pi 0.20
logepi -1.609
0.20 -1.609
0.20 -1.609
0.20 -1.609
0.20 -1.609
1.00
H′=-∑PilogePi=1.610 E= H′／H′max＝1.610/3.219=0.500
Pi 0.84
logepi -0.174
0.04 -3.219
0.04 -3.219
0.04 -3.219
0.04 -3.219
1.00
H′=-∑PilogePi=0.662 E= H′／H′max＝0.662/3.219=0.206
pilogepi -0.146 -0.129 -0.129 -0.129 -0.129 -0.662
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种类组成的性质分析
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 制作用的物种称为优势种（dominant species），对于植 物群落来说，它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生 物量高、体积大、生活能力强，即优势度较大的种；植物群 落中，处于优势层的优势种称建群种（constructive species）。
植物的生活型
生活型（life form）：是生物对综合环境条件长期适应的外 部表现形式，是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果。 同一生活型的植物表示它们对环境的适应途径和适应方法相 同或相似。亲缘关系很近的植物却可属于不同的生活型，这 是生物之间趋同适应的结果，深刻地反映了生物和环境之间 的关系。
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群落的垂直结构
植物群落的分层现象 D
➢ 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。 C 动物群落的分层现象
➢ 陆地动物群落的分层 主要与食物有关，其
pilogepi -0.322 -0.322 -0.322 -0.322 -0.322 -1.610
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物种均匀度--物种等级-多度曲线
0.9
0.8
0.7
0.6
Pi
0.5 0.4
0.3
0.2
0.1
0
1
群落A 群落B
2
3
4
5
多度等级
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➢ 分三级：第一级层片是同种的个体组合；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 生活不同种类植物的组合。
层片的层的区别
➢ 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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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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种间关联
种A
＋
－
＋ 种B
a
＿
c
b
a+b
d
c+d
a+c
b+d
n
V=(ad-bc)/[(a+b)(c+d)(a+c)(b+d) ]1/2
χ2=n(ad-bc)2 / [(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)] 1/2
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群落的物理结构
群落的结构单元 群落的垂直结构 群落的水平结构 群落的交错区与边缘效应
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群落的结构单元
生活型 层片
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植物的生活型类型（Raunkiaer 生活型系统）：
➢ 高位芽植物：休眠芽位于距地面25cm以上。 ➢ 地上芽植物：更新芽位于土壤表面之上，25之下，多为半灌木或草本
植物。 ➢ 地面芽植物：又称浅地下芽植物或半隐芽植物，更新芽位于近地面土
层内，冬季地上部分全枯死，即为多年生草本植物。 ➢ 隐芽植物：更新芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎类、块茎类和根
研究，从一个连续变化着 密 的植被连续体中人为确定 度 的一组物种的组合，被称 为个体论学派。
A
C
B D
环境梯度
A B CD
环境梯度
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第二节 群落结构特征分析
一、群落的物种构成
1、优势种和建群种 2、亚优热、势种（subdominant）指个数量与作
体积：胸高断面积、树高、形数（可查获）三者的乘积。
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二、群落的结构单元
优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。定 义和计算方法不统一。
重要值：相对密度＋相对频度＋相对优势度（相 对基盖度）。
综合优势比：在密度比、盖度比、频度比高度比 和重量比中取任意二项求其平均值，再乘100％。
H′min =-S/S loge S/S )=0
不均匀性 R= (H′max - H′)／ (H′max - H′ min ) = 1 - H′／ H′max
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假设的森林群落的物种多样性--群落A
Sp
N
1
21
2
1
3
1
4
1
5
1
Total 25
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植物种。
3、伴生种（companion species）伴生种为群落 的常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要 作用。
4、偶见种或罕见种（rare spesies）偶见种是那些 在群落中出现频率很低的种类，多半是由于种群 本身数量稀少的缘故。
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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。
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三、对群落性质的两种对立观点
机体论学派(organismic
school)
密
群落是客观存在的实体， 度
是一个有组织的生物系统，
像有机体与种群那样，被
称为机体论学派。
个体论学派(individualistic school)
群落是生态学家为了便于
观察到的个体总数
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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)
多样性指数
属于种i 的个体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ全部
个体中的比例
D=1-∑Pi
香农－威纳指数(Shannon-Wiener index)
多样性指数
➢ 基盖度：植物基部的覆盖面积。 ➢ 相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。 ➢ 盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。
频度：某个物种在调查范围内出现的频率。
高度和高度比：某种植物高度占最高物种的高度的百分比。
重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量点全部 物种重量的百分比。
亚优势种（subdominant species）: 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（companion species）：为群落的常见物种，它 与优势种相伴存在，但不起主要作用。
偶见种或罕见种(rare species)：是那些在群落中出现频率 很低的种类，往往是由于种群自身数量稀少的缘故。偶见种 可能是偶然的机会由人带入、或伴随着某种条件改变而侵入， 也可能是衰退中的残遗种。
类和阔叶草本植物。 藻菌植物：包括地衣、苔藓等低等植物。
生态等值种（ecological equivalents）：由于趋同进化而 具有相同形态结构特征（如植物的生长型）的物种。
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层片
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层片的概念
➢ 是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和 一定小环境的种类组合。