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1、第6章 群落生态学第1节 群落的组成与结构沈显生中国科学技术大学生命科学学院主要内容一、生物群落的概念二、群落的种类组成三、群落的结构四、影响群落结构的因素一、生物群落的概念生物群落生物群落Bio-community在在一定的时间和空间范围内，由各种一定的时间和空间范围内，由各种生物种群组成的集合体。生物种群组成的集合体。生物群落生物群落包括动物群落、植物包括动物群落、植物群落、微生物群落。一般的研究多群落、微生物群落。一般的研究多属于植物群落。属于植物群落。秦岭佛坪自然保护区科大探险队2004年8月秦岭佛坪自然保护区科大探险队2004年8月秦岭佛坪自然保护区科大探险队2004年8月五花草甸云
2、南中甸五花草甸云南大学陆树刚摄东非的角马群居生活并集体大规模迁移 草甸草甸冻原植被冻原植被群落的基本特征1、具一定的种类组成（物种多样性）；2、具形态结构（物理结构）、营养结构（营养关系）、生态结构（生活型）、季相；3、形成群落环境（外部、内部）；4、种群间相互影响（竞争、生态位）；5、具动态发育特征；6、具分布规律（水、热）和特定范围（植被带）；7、应该有明显的边界特征？ 群落community与植被 Vegetation ?群落是有机组成的客观实体？有机论学派是客观存在的、有组织结构的、有发生-发展-成熟-死亡过程，是像有机体一样的自然单元。个体论学派群落结构是松散的，内部是连续变化的，没
3、有明显边界的，是人为划分的非自然单元。二、群落的种类组成群落分析方法样地在群落内部比较典型的自然地段。样方能够反映群落组成的最小面积。最小样方： （亚热带） 森林乔木层 10x10 m2 灌木层 4x4 m2 草本层 1x1 m2北方针叶林400 m2 雨林2500 m2最小样方-面积曲线和巢式样方法ns12345冗（rong）余种在群落调查中，样方统计遗漏的物种。Abundance and density of community多度（丰富度）样地内各物种个体数量的对比关系。（目测法，直接计数）密度单位面积（体积）内各物种个体的数量。（通过样方）相对密度样地内，某物种的个体数占全部物种个体数
4、的%。（需要多个样方调查）密度比样地内，某个种的密度占密度最大的物种密度的%。 密度与株距密度 D = N / S (N数量；S面积) 密度的倒数是单株所占面积 a = 1/ D平均株距L：L = S/N - d (d 树干的直径)因为 a = S / N a = L.LaLdCoverage of community盖度群落、层冠、个体对地表的覆盖面积。群落学总盖度 层盖度 种盖度个体分析投影盖度-基盖度（草2.5cm；乔木1.3m；灌木无）基盖度称为显著度Frequency & Law of Frequency频度频度F = 某种所出现的样方数占群落样方总数某种所出现的样方数占群落样方总数
5、的的%。频度定律：频度定律： AB C = D ERaunkiaer(丹丹) 做做50个样方，调查出个样方，调查出80种植物。种植物。经过统计：经过统计：F值值 1-20%=A; 21-40%=B; 41-60%=C; 61-80%=D; 81-100%= E.解释：解释： （1）A级频度最小，该级大，说明物级频度最小，该级大，说明物种丰富；（种丰富；（2）E级频度最大，该级大，说明级频度最大，该级大，说明是共优势种；（是共优势种；（3）B、C、D是伴生种，如果是伴生种，如果数值大，说明组成不均匀。数值大，说明组成不均匀。频度与密度的关系频度与密度是2个不同的概念，其关系取决于分布格局： 当密
6、度大时，且均匀，频度大； 当密度大时，但成块状分布，频度小； 当密度中等大时，且均匀，频度大； 当密度小时，频度小。Important Value重要值研究某种群在群落中的综合指标，将3-5项单项指标换算成相对值，累计后除以项数。I.V. = =相对密度+相对频度+相对显著度+相对盖度+相对高度/ / n优势种的林木图解1930， H. J. LutzOA相对多度OB相对频度OC相对显著度OD相对盖度或等级度：ABCDO黄山松黄山松化香树优势种与建群种优势种指群落各层中数量多、体积大、盖度大的种群。建群种对群落的结构和环境起决定作用的种群，或称关键种。（海星贻贝；龙虾球海胆海藻）优势种不一定是
7、建群种；建群种则是优势种。物种的多样性生物多样性在一定地域或空间范围内，生物种类数量和环境的多样化程度。（3个层次：物种的；遗传的；生态系统的）群落的物种多样性是指群落中物种的大小、密度、分布格局的综合特征。（包括物种的丰富度和均匀度的综合指标。例如：99+1；50+50）相对密度和相对频度的计算相对密度和相对频度的计算例如例如:在某样地里做在某样地里做6个样方个样方10x10m2.物种名称物种名称 各样方信息各样方信息密度密度相对密度相对密度%频度频度%相对频度相对频度%123456黄山松黄山松581762710083.3100化香树化香树25711555.666.780青冈栎青冈栎?279
8、33.333.338.7物种多样性指数辛普森指数：Simpsons diversity index D = 1 - pi2 香农-威纳指数：Shannon-Wieners diversity indexsi=1随机取2个样品，属于不同物种的概率 = 1 随机取2个样属于相同物种的概率。 H = - pilog2pisi=1描述某种出现的不确定性，不确定性越高，则多样性程度高。对数的底可以为对数的底可以为2，e, 10, 其单位分别是其单位分别是bit，nit，dit / individual。例如例如：甲和乙两个群落：甲群落有甲和乙两个群落：甲群落有2个种，个体数分个种，个体数分别是别是50：
9、50。而乙群落也是。而乙群落也是2个种，个体数分别是个种，个体数分别是99：1。Simpsons指数指数: 当当50；50时，时，D=1-(0.5)2+(0.5)2=0.5 当当99：1时，时， D=1-(0.99)2+(0.01)2=0.02Shannon-Wieners指数：指数：取底为取底为2时：时： 50：50 H甲甲 =-(0.5)(log20.5)+(0.5)(log20.5) =1.0 bit/indi. 99：1 H 乙乙=-(0.99)(log20.99)+(0.01)(log20.01) = 0.81 bit/indi.取底为取底为e时：时： H甲甲 =0.693nit/i
10、ndi. H 乙乙= 0.036nit/indi. 取底为取底为10时：时： H甲甲 =0.301dit/indi. H 乙乙= 0.024dit/indi. 多样性空间变化及影响因素经纬度的变化海拔的变化水体的变化影响因素： 时间、空间、气候、生产力、竞争、捕食种间关联系数物种乙物+（有）-（无）种+（有）aba+b甲-（无）cdc+da+cb+dV = (ad-bc)(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)V= -1- 1三、群落的结构（一）垂直结构（物理结构） 森林植物群落分4层 动物群落分层 水生生物群落分层冬冬季季夏夏季季深深度度m水温水温C含氧量含氧量O2CCO2水温水温天堂寨黄山
11、松群落垂直结构 （杨方平绘制）（二）群落的水平结构（二）群落的水平结构 空间异质性环境质量的不均匀性导致的。 群落的镶嵌性，复合性。（三）群落的时间结构 群落的外貌由群落的建群种所表现出来的物理特征。 群落的季相由于季节的变化，出来不同的外貌。群落的季节相貌（季相）（四）群落的生态结构生活型：是趋同适应的结果。（芽是最敏感的）生活型分类：高位芽植物，地上芽植物，地面芽植物，地下芽植物，一年生植物。生活型谱： 海南岛雨林：96.88; 1.72; 0.42; 0.98; 0 寒带针叶林：25.4; 4.4; 39.6; 26.4; 3.2生长型：乔木、灌木、草本、藤本（植物体态）层片生态学单位，
12、群落中具有相同生活型的物种的集合。层次与层片是不同的概念。最佳叶面积的预测S面积光合曲线（收益）光合曲线（收益）耗水耗水曲线（成本）曲线（成本）速速率率收益-成本分析法沃土贫土湿湿环境环境干干环境环境SS问题：为什么雨林中叶片是上小、下小，中间大？速速率率速速率率（五）群落交错区与边缘效应群落交错区两个以上的群落相接触（接壤）的地段，叫生态交错区。边缘效应在群落交错区，物种数量和密度往往增大，该现象称边缘效应。四、影响群落结构的因素1 同资源种团等价种，生态位近似，利用资源方式相同。2 干扰的作用，林窗“林隙”的作用；3 空间异质性；4 竞争的影响；5 捕食关系的影响；6 自然保护区的建立应该注意什么？巴西亚马逊河流巴西亚马逊河流2005.10巴西亚马逊河流巴西亚马逊河流2005.10巴西亚马逊河流巴西亚马逊河流2005.10迁入率迁入率灭亡率灭亡率主要内容回顾一、生物群落的概念二、群落的种类组成三、群落的物理结构和营养结构四、影响群落结构的因素再见
