第二节 植物群落的种类组成,植物群落的物种数量和区系成分 植物种群特征 群落成员型,1. 植物群落的物种数量和区系成分,1.1 种-面积曲线和种丰富度,群落最小面积,,1.2 种的多样性,含义二：每一物种的个体数目,含义一：物种的数目,种的数目或丰富度,种的均匀度,指一个群落或生境中物种数目的多寡;,指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况;,①多样性含义,②多样性测定,辛普森多样性指数,设种i的个体数占群落中总个体数的比例为Pi，那么，随机取种i两个个体的联合概率就为 ，如果我们将群落中全部种的概率合起来，就可得到辛普森指数D,辛普森多样性指数的最低值是0，最高值是（1-1／s）；,属于种i 的个体在全部个体中的比例,多样性指数,香农-威纳指数,S为物种数目，Pi为属于种i的个体在全部个体中的比例，H为物种的多样性指数；公式中对数的底可取2，e和10 属于种i 的个体在全部个体中的比例,多样性指数,(刘赛思, 2009),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。
不同空间尺度范围,物种多样性梯度变化特征,多样性随纬度的变化 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,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,随海拔的增高，物种多样性随海拔增加而逐渐降低,温度低、含氧少、黑暗,1.3 植物区系成分,科 属 种,反映一定的群落性质;,有助于对群落的进一步认识(如地理成分);,2. 植物种群特征,2.1 种群数量特征和年龄结构,① 多度 (A. abundance),表示一个种在群落中单位面积上的个体数目;,直接计算法,目测估计法,密度（density）,相对密度：样地内某一物种的个体数占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；,② 盖度 (C. coverage),投影盖度: 植物地上器官垂直投影所覆盖土地的面积;,基部盖度: 植物基部实际占的面积;,,多用于森林群落,多用于草本群落,目测法,盖度系数: 各类生活型植物的总盖度与群落内所有植物的总盖度之比.,显著度：特指乔木的基盖度 相对显著度（RDE）： 某树种胸径断面积总和与全部树木总断面积之比③ 频度 (F. frequency),指群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比， 即某个物种在调查范围内出现的频率；,相对频度（RF）： 某种群的频度与样地中全部种类的频度总和之比值。
④ 高度 (H. height),植物个体在地面以上垂直方向伸展的长度;,表征种群和群落生物量以及生产能力的重要指标;,⑤ 重量（weight）,用来衡量种群生物量或现存量多少的指标;,可分鲜重与干重，在草原植被研究中，这一指标特别重要;,单位面积或容积内某一物种的重量占全部物种总重的百分比称为相对重量;,在森林经营中，通过体积的计算可以获得木材生产量（称为材积） 形数是树干体积与等高同底的圆柱体体积之比可由森林调查表中查到），就获得一株乔木的体积 草本植物或小灌木体积的测定，可用排水法进行⑥ 体积（volume）,是生物所占空间大小的度量，在森林植被研究中，这一指标特别重要材积V=（断面积s）×（树高h）×（形数f）,⑦ 重要值 (H. height),方法：从株数、胸径和频度来进行统计，根据相对密度、相对频度和相对显著度的综合，即这三项指标之总和等于一个常数（300）用来表示某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标,樊后保. 格氏栲群落的结构特征. 林业科学. 2000,36(2):6-12 邵彬，邓坤枚. 长白山北坡亚高山云冷杉林的植物种类组成及重要值. 自然资源学报. 2000,15(1):66-73,⑧ 总优势度 (SDR. Sum of dominance ratio),主张一：以盖度、所占空间大小或重量来表示优势度，并 指出在不同群落中应采用不同指标。
主张二：多度，体积或所占据的空间、利用和影响环境的特性、物候动态均应作为某个种优势度指标 主张三：认为盖度和密度为优势度的度量指标 主张四：认为优势度即“盖度和多度的总和”或“重量、盖度和多度的乘积”等等,总优势度＝相对盖度＋相对密度＋相对高度＋相对频度/4,总优势度＝相对盖度＋相对密度＋相对高度＋相对重量/4,2.2 种群的年龄结构,种群年龄结构的类型 (Komondy，l976) A增长型 B稳定型 C衰退型,2.3.1种群的增长类型,2.3 种群动态变化,2.3.2单种群落的个体数量变化,自疏现象（self-thinning）:同一种植物因密度引起 的死亡 Wa=Cd-a a为一个恒定数值等于3/2，因此上式被称为-3/2自疏法则生态位：指物种在生物群落或生态系统中的地位和作用 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2.4 生态位与种群间竞争,高 斯 假 说,高斯假说（竞争排斥原理）：生态位相同（例如食物相同、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。
生态位重叠：,生态位压缩：,生态位释放：,(a) 图生态位狭，相互重叠少； (b) 图生态位宽，相互重叠多a,b,,,,,a,b,,资源状态,优势种(dominant),3. 群落成员型,指群落中占优势的种类，它包括群落每层中在数量、体积上最大、对生境影响最大的种类；,伴生种(companian),共优种,建群种,共建种,相当稳定地与优势种伴生在一起，可作为群落分类地一个参考；,偶遇种,标志种,植物群落的生物量与第一生产力 植物群落内的物质循环,第三节 植物群落功能,,1. 植物群落的生物量与第一性生产力,生产：,太阳能,生物所需能量,光合作用,,第一性（初级生产）,,总第一性生产量,净第一性（初级）生产量,,,呼吸,,1.1 植物群落生产力的空间差异 净第一性生产量差别较大,沼泽,海藻床和珊瑚礁,河口,全球初级生产量概况及分布特点,◎陆地比水域的初级生产量大 ◎陆地上初级生产量有随纬度增加而逐渐降低 ◎海洋中初级生产量由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低,1.2 植物群落生产力的时间变化,,,,,生物小循环：环境中元素经生物吸收，在生态系统中被相继利 用，然后经过分解者的作用再为生产者吸收、利用。
2.植物群落中的物质循环,元素在生态系统外进行的循环，开路循环；,流动途径,2.1 物质循环途径,2.2 能量流动与物质循环的关系,空气 水 无机盐,生产者,食草动物,食肉动物,,分解者,,,,,,,,,,,热,热,热,热,,,,,,,,,,,,,热,Sun,,第二级食肉动物,,,,物质流,能量流,2.2.1水循环途径,2.2.2 碳循环,,,,,,2.2.3 氮循环,固氮作用的两条主要途径， 一是通过闪电等高能固氮，形成的氨和硝酸盐，随降水落到地面； 二是生物固氮，如豆科植物,第四节 植物群落的动态,1.植物群落的波动,原因：①生态环境的年际变化； ②人类逐年活动的形式和强度； ③动物的影响； ④植物生活周期特征和种子产量的逐年不一致； ⑤寄生植物的大量繁殖等概念：限于群落内部的短期可逆的变化， 不产生群 落的更替现象类型： 1）不明显波动 群落成员的数量关系变化很小，群落外貌和结构基本保持不变 2）摆动性波动 群落成分在个体数量和生产量方面的短期变动 (1～5年) 3）偏途性波动 气候和水分条件长期偏离正常状况而引起，波动的时期可能较长 (5～10年) 4）周期性波动,特点：①区系成分相对稳定；②变化方向的不定性；③变化是可逆的.,2.1 群落演替 (ecological succession):,指一个群落被另一个群落，或者说一个生态系统被另一个系统代替的过程。
动态 (dynamic),稀疏草地,草丛,顶级群落,2. 植物群落演替,,,,,茂兰喀斯特植被群落主要物种的演替,演替阶段,主要物种,物种基本功能与特点,草地,灌丛,乔木,顶级,密毛蕨, 金丝草, 芒, 三毛草, 刺儿菜；腊莲绣球, 野牡丹, 悬钩子蔷薇, 茅莓,多一年生植物, 隐芽植物； 根系浅, 固土能力较弱白茅, 地瓜, 千里光,薯蓣, 羊耳菊, 香茶菜；盐肤木, 白叶莓, 算盘子, 小果蔷薇, 地桃花多隐芽植物或地面芽植物; 植物水分利用效率较高, 同时具备一定程度的耐阴能力,江南卷柏, 江南星蕨, 肾蕨, 吊石苣苔, 石韦,鸢尾；火棘, 齿叶黄皮, 香叶树, 短萼海桐, 光皮木来木, 川钓樟, 华夏子楝树, 榔榆, 笔罗子, 石岩枫, 老虎刺, 菝葜, 小叶柿，细叶青冈栎等,多地面芽植物或地上芽植物，多为落叶树种, 物种个体高大；树种根系深,,云贵鹅耳枥, 日本杜英, 圆果化香, 椤木石楠, 川黔润楠, 掌叶木, 丝栗栲, 朴树, 青檀，大叶新木姜, 黄连木, 巴东荚 , 十大功劳等,多地面芽植物或地上芽植物; 多为常绿阔叶树种, 个体高大, 种实大且寿命长2.2 群落演替的三个特征：,演替是群落发展的有顺序过程，它有规律地向一定方向发展，因而是能预见的；,演替是由于物理环境改变的结果，但演替是受群落本身控制的；,演替是以稳定的生态系统为发展的顶点，即在稳定的生态系统中有最大的生物量生物间共生功能；,一定的方向性、阶段性和不可逆性， 从而导致群落组成和结构的变化；,2.3 演替和波动的关系,联系：,两者同时发生，即演替一般会是波动的结果，是波动达到一定程度之后所发生的。
波动是群落不被毁灭； 演替是被毁灭或被其他群落所代替；,区别：,2.4 生态演替的类型：,① 按照演替发生的时间进程:,世纪演替,长期演替,快速演替,② 按演替发生的起始条件:,原生演替,次生演替,③ 按控制演替的主导因素：,群落发生演替,内因生态演替,外因生态演替,④ 按基质性质：,水生演替,旱生演替,,,,,群落演替从定居开始 生物定居引起环境的变化 对不同演替阶段的适应 演替的顶级,2.5 演替的过程,,,,2.6 控制演替的几种主要因素,植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性 群落内部环境的变化 种内和种间关系的改变 外界环境条件的变化 人类的活动,2.7 演替的几个实例,从湖泊演替为森林 从裸岩演替到森林 沙丘演替 弃耕农田的演替,裸底阶段,浮叶根生植物阶段,挺水植物和沼泽植物阶段,沉水植物阶段,木本植物阶段,草本植物阶段,举例1：水生群落的演替—从湖泊演替为森林,,举例2：从裸岩演替到森林,地衣植 物群落,苔藓 植物,草本植物 群落,灌木 群落,乔木群落,,,举例3：沙丘原生演替,,举例4：发生在弃耕地上群落演替,2.8 演替过程中物种取代机制,促进作用理论 抑制作用理论 耐受作用理论,2.9 演替顶极,中生状态;稳定状态,任何一类群落演替都经历迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段，到达稳定阶段的群落，这是演替的终点，这个终点就称为演替顶极(climax) 。
2.9.1 顶极群落的特征,群落能量学 总生产量／群落呼吸(B/R) 总生产量／生物量(P/ B) 单位能流维持的生物量(B/E) 群落净生产量 食物链,≥１ 高 低 高 线状，牧食为主,＝１ 低 高 低 网状、腐食,群落特征,演替中群落,顶极群落,2.9.1顶极群落的特征,群落结构 有机质总量 无机营养 物种多样性 生化多样性 层次和空间异质性 生活史 生态位特化 生物大小 生活周期,少 生物外 低 低 简单 宽 小 短、简单,多 生物内 高 高 复杂 窄 大 长、复杂,群落特征,演替中群落,顶极群落,2.9.1 顶极群落的特征,物质循环 无机物质循环 生物与环境的物质交换 腐屑在营养物再生。