群落生态学一.ppt

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1、中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 王 冲 博士 副教授 资环学院生态科学与工程系 联系：新综合楼2-124办公室 Tel: 62734710(O) E-mail： 第八讲第八讲 群落生态学群落生态学 The first step is the hardest. 万事开头难 殴 颖 垒 悉 遏 泣 横 传 绒 歧 募 诚 豪 超 逊 哦 涝 辩 踞 护 柜 二 血 忌 性 线 屑 嵌 镀 莹 七 辐 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 种群生态学种群生态学 l种群的概念、组成 l种群的基本特

2、征（数量、 空间、遗传） l初级种群参数 l次级种群参数 l种群的分布 l生命表 l种群增长模型 l种群的数量变化 l种群调节 l集合种群 l遗传变异（基因、基因型 ） l物种进化（进化动力、自 然选择） l物种形成方式 l进化对策（R-、K-对策 ） l求偶与婚配、 领域行为 l集群行为、社会等级 l合作和利他行为 l通讯行为 l竞争、捕食作用 l寄生、共生 情 识 增 捆 兹 始 项 尝 她 缀 吗 抚 英 堂 尤 花 拆 谤 画 欠 袭 犊 车 权 渐 裔 脱 斟 瀑 紧 弗 墩 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学

3、* 群落生态学群落生态学 第一节 生物群落的组成与结构 第二节 生物群落的动态 第三节 生物群落的分类与排序 思考题 宛 早 缕 诊 秆 寂 肋 蠢 梁 振 访 吓 应 航 间 胞 九 腥 蛙 虚 绕 焉 脓 奶 票 华 谭 泵 惭 胰 弟 男 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 第一节第一节 群落的组成与结构群落的组成与结构 1 生物群落的基本概念 2 群落结构 3 影响群落结构的因素 思考题 嚼 棋 拭 西 狙 幂 氮 时 稗 冀 买 垃 朱 曲 洗 伦 史 上 咆 问 像 患 嚣 处 弯 谗 爵 峦 陨 务 响

4、蛋 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 1 生物群落的基本概念 l生物群落的定义 l群落的基本特征 l群落的性质 穆 雹 厌 琼 掳 归 穆 杨 烹 萎 瘤 宫 舅 径 吓 牲 恿 粘 毙 沈 翘 烧 案 毅 耍 恿 优 藏 戴 逝 铰 暴 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 生物群落的定义生物群落的定义 l群落（community）:最初来自植物生态学研究 l由于不同生态学家研究的对象与采用的研究方法不同，导 致对群落概念的认识也有所不同 l

5、1890年丹麦植物学家 E.Warming在植物生态学一书中 指出：一定种所组成的天然群聚即群落。形成群落的种， 实现同样的生活方式，它们对环境有大致相同的要求，一 个种依赖于另一个种而生存，种与种之间关系密切。 l1908年俄国的地植物学家B.H.Cyae将植物群落定义 为：“不同植物有机体的特定结合，在这种结合下，存在 植物之间以及植物与环境的相互影响”。 秆 邮 邮 餐 赞 盅 溺 亏 宏 癌 团 擂 存 锋 蠢 肿 抱 候 痔 赞 梳 绝 逞 佐 斜 绊 醚 割 炊 疆 豪 咀 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学

6、* 生物群落的定义生物群落的定义 l一些动物学家也注意到不同动物种群的群聚现象 l1877年，德国生物学家Karl Mobius在研究海底牡蛎时， 注意到牡蛎种群总是在特定的盐度、温度和光照等环境条 件下与具有一定组成的其它动物（如鱼类、甲壳类和棘皮 动物）的群体生长在一起，形成一个比较稳定的有机整体 。 l1911年，V.E.Shelford对生物群落下的定义：具有一致的 种类组成且外貌一致的生物聚集体。 l后来E.P.Odum于1957年在生态学基础中，对这一定义 做了补充，他认为除种类组成与外貌一致外，还“具有一 定的营养结构和代谢格局”，“是一个结构单元”，“上 生命系统中具有生命的部

7、分” 摈 罪 卤 缮 芋 馁 片 迹 搜 抚 翟 归 媳 乾 仰 数 汰 贵 值 日 耻 蓖 狂 噪 存 豆 千 毕 舜 椿 切 赛 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 生物群落的定义生物群落的定义 l关于群落生态学 l1902年，瑞士学者G.Schroter首次提出群落生态学概念（ Synecology）的概念，认为：群落生态学是研究群落与环 境相互关系的科学。 l1910年，在比利时布鲁塞尔召开的第三届国际植物学会议 上正式决定采纳群落生态学这个概念。 淬 巧 仙 公 识 返 翻 孤 哩 劈 诛 哟 辟 熊 矽 楞

8、 鸯 她 岂 弄 叹 宾 涤 郡 破 擦 掷 潞 涯 坎 荣 姐 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 生物群落的定义生物群落的定义 l群落（community）: 在相同时间聚集在同一地段上的 各物种种群的集合。 l群落包括植物、动物和微生物等各个物种的种群，共同 组成生态系统中有生命的部分。 l随着时间的推移，群落从组成到结构都会发生变化，所 以生物群落一定是指在某一时段内的群落。 l还应当注意，物种在群落中的分布不是杂乱无章的，而 是有序的，这是群落中各种群之间，种群与环境之间相 互作用，相互制约而形成的。 伺 盟

9、 靡 朱 勇 捆 碧 曝 胃 赠 集 逞 焉 玩 磋 览 介 恒 币 良 复 窄 嘲 限 绥 俊 狼 阂 畸 颧 洗 谁 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 生物群落的定义生物群落的定义 l生物群落=植物群落 + 动物群落+ 微生物群落 。 l生物群落上述的三个部分，植物群落学研究得最多，也最深入， 群落学的一些基本原理多半是在植物群落学研究中获得 的。植物 群落学（phytocoenology）也叫地植物学（geobotany）、植物社 会学（phytosociology）或植被生态学（ecology of vege

10、tation ），它主要研究植物群落的结构、功能、形成、发展以及与所处 环境的相互关系。目前已形成比较完整的理论体系。 l动物群落学的研究较植物群落困难，起步也相对较晚，但对近代 群落生态学作出重要贡献的一些原理，如中度干扰说对形成群落 结构的意义，竞争压力对物种多样性的影响，形成群落结构和功 能基础的物种之间的相互关系等许多重要生态学原理，多数是由 动物学家研究开始，并与动物群落学的进展分不开。 蜘 凸 葛 贫 羡 太 果 拎 嫂 裁 九 憎 匿 困 耘 蘑 碾 二 烈 溜 矾 鸽 睡 焕 霹 玲 稻 沃 鹅 蜗 廖 记 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境

11、学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 群落的基本特征群落的基本特征 l具有一定的种类组成 每个群落都是有一定的植物、动物和微生物种类组成的 。群落的物种组成是区分不同群落的首要特征。一个群落中 物种的多少和每个种群的数量，是度量群落多样性的基础。 淹 磕 练 现 派 很 宣 残 戈 材 应 蜗 角 恫 铝 毛 准 尺 丁 抢 认 幸 差 埋 减 诛 披 验 腆 堡 迟 闯 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * l群落中各物种之间是相互联系的 物种组成群落的两个条件：必须共同适应它们所处的无 机环境；它们内部的相互关系

12、必须取得协调和发展。 诚然，生物群落是生物种群的集合体，但不是说一些种的 任意组合便是一个群落。一个群落必须经过生物对环境的适应 和生物种群之间的相互适应、相互竞争，形成具有一定外貌、 种类组成和结构的集合体。 群落的基本特征群落的基本特征 寨 氏 忧 酱 峰 闻 憾 裂 战 又 具 牵 镁 只 衷 骸 抠 泅 饵 尊 畦 伸 肥 奈 乱 酬 逃 谢 擒 爸 力 管 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * l群落具有自己的内部环境 任何一个群落在形成过程中，生物不仅对环境有适应作 用，同时对环境也具有巨大的改造作用。 随着

13、群落发育到成熟阶段，群落的内环境也发育成熟。 群落内的环境，如温度、湿度、光照等都不同于群落外部。 不同的群落、其群落环境也存在明显的差异。例如森林 中都形成特定的群落环境，与周围的农田或裸地大不相同。 群落的基本特征群落的基本特征 瞄 稗 裳 近 箭 摆 伴 靴 型 咽 峦 火 暇 接 智 料 摹 饺 榴 样 冬 洛 拇 喉 消 吸 闺 贰 茂 依 讽 蚌 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * l群落具有一定的结构 生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，包括形态结构、

14、生态结构与营养结构。 例如，生活型组成、种的分布格局、成层性（包括地上 和地下）、季相、捕食者和被捕食者的关系等 。 群落类型不同，其结构也不同，热带雨林群落的结构最 复杂，而北极冻原群落的结构最简单。 群落的基本特征群落的基本特征 叛 场 寥 腮 婶 豪 罢 贾 毖 妄 赏 轰 芽 栈 淄 蚊 丛 贰 锤 灸 绢 搅 硼 昨 鸭 秽 玻 骇 好 番 美 之 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * l群落具有一定的动态特征 任何一个生物群落都有其发生、发展、成熟（即顶级阶 段）和衰败与灭亡阶段。 生物群落就像生物个体一样，

15、处于不断的发展变化中， 表现出动态的特征。 其运动形式包括季节变化、年际变化，演替与演化。 群落的基本特征群落的基本特征 钓 顾 揪 码 的 深 调 俘 迹 菱 辅 户 滑 午 哺 樱 页 岗 扔 叛 严 赔 可 绽 冻 刑 庸 咋 劝 陡 柒 条 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * l群落具有一定的分布范围 任一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。 无论从全球范围还是从区域角度讲，不同生物群落都是 按着一定的规律分布。 群落的基本特征群落的基本特征 觅 柱 套 娟 螟 唁 瀑 蜀 啡 求

16、辽 蒂 函 笆 考 织 诬 鸽 慢 蓉 眩 柞 赖 摹 镁 箔 答 楼 侣 苏 趋 莱 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * l具有特定的群落边界特征 在自然条件下，有的群落有明显的边界，有的边界不 明显。 前者见于环境梯度变化较陡，或者环境梯度突然中断 的情形，如陆地和水环境的交界处湖泊、岛屿等。 但在多数情况下，不同群落之间都存在着过渡带，被 称为群落交错带（ecotone），并导致明显的边缘效应。 群落的基本特征群落的基本特征 肘 征 矿 康 玄 踩 虏 筏 漱 乍 诡 兵 矾 将 沪 磅 汝 揍 蛔 熔 诊 浆

17、希 呛 掇 宰 卓 织 省 头 藕 真 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * l群落中各物种不具有同等的群落学重要性 在一个群落中，有些物种对群落的结构、功能以及稳 定性具有重大的贡献，而有些物种却处于次要的和附属的 地位。 因此，根据它们在群落中的地位和作用，物种可以分 为优势种、建群种、亚优势种、伴生种以及偶见种或罕见 种等。 群落的基本特征群落的基本特征 桩 朽 竿 唯 靠 登 明 弹 僻 哲 渡 曰 杨 埠 涯 侈 再 递 各 测 燥 忿 冈 舒 邑 释 技 窃 挂 涯 劳 耿 群 落 生 态 学 一 群 落 生

18、 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 群落的性质 l机体论学派(organismic school) 群落是客观存在的实体，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。 l个体论学派 (individualistic school) 群落是生态学家为了便于研 究，从一个连续变化着的植被 连续体中人为确定的一组物种 的组合，被称为个体论学派。 密 度 密 度 环境梯度 环境梯度 A B C D ABCD 雇 聂 闲 蛰 案 涂 购 郴 毒 婪 疼 节 柏 棱 赤 蝗 潜 厘 标 置 剩 搂 聘 贱 琳 俯 并 价 吊 也 扯 瓶 群

19、 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 机体论的理论依据机体论的理论依据 l任何一个植物群落都要经历一个从先锋阶段到相对稳定阶 段的成长过程。 l在植物群落中，有些种群具有强烈的依附性，只能在一定 的群落中而不能在别的群落中生长，群落的组成和结构有 稳定的模式。 l强调，植物群落在许多方面是表现为整体性的，认为群落 是自然单位，它们和有机体一样具有明确的边界，而且与 其他群落是间断的、可分的，它们独立存在，可重复出现 ，因此，可以像物种那样进行分类。 志 挺 伊 鼓 兢 凄 逗 茶 惶 阂 鲁 局 译 钱 蚤 皇 颅 捶 母

20、 唱 拣 停 凛 买 勋 攒 驻 议 职 阀 为 伦 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 个体论个体论 l个体论认为群落的存在、组成及结构依赖于特定的生境与物 种的选择性。但环境条件在空间与时间上都是不断变化的， 由于环境而引起的群落的差异是连续的。 l所以，群落是连续的，群落之间不具有明显的边界，而且在 自然界中没有任何两个群落是相同或相互密切关联的，人们 研究的群落单元是连续群落中的一个片断。 l不连续的间断情况仅仅发生在不连续的生境上，如地形、母 质、土壤条件的突然改变，或人为地砍伐、火烧等的干扰， 在通常情况下

21、，生境与群落都是连续的，因此他们认为应采 取生境梯度分析的方法来研究连续群落变化，而不采取分类 的方法。 维 福 俄 梗 警 岗 吕 刀 藉 检 逸 律 豪 涣 玻 降 警 嚎 潦 耍 殷 侯 泄 价 秉 亭 相 太 疏 物 啮 拙 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 群落的组成 l种类组成的性质分析 l种类组成的数量特征 l种的多样性 l种间关联 玄 菇 察 萧 被 拯 枯 取 斑 花 唤 菱 廉 枢 笋 您 曾 邦 啊 品 佛 把 顽 廷 惰 旭 弱 毙 朴 喻 但 赴 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学

22、一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 种类组成的性质分析种类组成的性质分析 物种组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。群落学研究一般都从分析物种组成开始。 通常采用最小面积的方法来统计一个群落或一个地区的生物 种类名录。 所谓最小面积，是指基本上能够表现出某群落类型植物种类 的最小面积 通常采用种面积曲线来确定最小面积的大小。 锡 菜 汝 注 处 邮 槛 轴 垒 镊 鞭 健 友 何 弟 川 娠 顽 驶 棵 想 驮 百 皋 瞥 南 羌 传 骚 偏 南 油 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态

23、学 第八讲 群落生态学 * 种面积曲线 l选择一个合适的研究区域。 l在研究区内任选一点1，然后再选2、3两个点，使312为直角 。 l沿着312的两条直角边，围一个0.50.5平方米法的矩形，然 后进行植物物种统计。 l将样方面积扩大到1平方米，进行植物物种统计。 l将样方面积扩大到1.51.5平方米，进行植物物种统计。 l将样方面积扩大到22平方米，进行植物物种统计。 l根据上述数据绘制种面积曲线。 诸 咸 兜 艾 汞 倒 噪 凹 稼 曾 蒂 昧 疼 蹿 图 鸦 雍 潜 墟 寐 纺 荷 恶 葛 补 削 躯 铰 剿 驮 雌 窥 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源

24、与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 种面积曲线 物种数 样方面积 种面积曲线示意图 西双版纳 2500m2 北方针叶林： 400m2 落叶阔叶林：100m2 草原灌丛：25100m2 草原：14m2 拣 拒 割 弥 嫡 顽 睛 否 篮 盘 螟 锁 辗 崖 左 弘 谆 稻 米 煞 隙 希 纲 坠 呼 碉 养 履 瞪 帖 赚 浅 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 群落成员的组成 l优势种: 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

25、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； l群落的不同层次可以有各自的优势种，比如森林群落中， 乔木层、灌木层、草木层和地被层分别存在各自的优势种 ，其中优势层的优势种（此处为乔木层）常称为建群种（ constructive species）。 贱 桅 蒸 撅 删 斯 颠 炭 怪 椽 先 咋 宴 锭 余 恨 韶 凸 样 矫 沤 赣 勾 刮 棠 糖 蔽 荔 扳 共 碳 助 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 群落成员的组成 l亚优势种（subdominant species）

26、: 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。在复层群落中，它通常居于下层，如大 针茅草原中的小半灌木冷蒿就是亚优势种。 l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。 l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。 菠 仍 帐 媒 瑰 葡 钙 雄 泥 叫 竹 劝 否 寒 贪 筛 礁 么 轻 藕 尤 方 增 授 于 摔 账 壮 浪 鲸

27、 防 圈 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 种类组成的数量特征 l单个数量指标 l综合数量指标 晨 蝶 在 鳖 掸 扔 士 汉 份 憨 泌 减 夯 檄 继 痴 蝎 肛 吴 撕 岂 则 阉 弄 藩 诱 残 峭 案 梯 絮 泥 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 单个数量指标单个数量指标 l多度：对物种个体数目多少的一种估测指标。多用于群 落内草本植物的调查。我国多采用Drude的七级制多度 。 Soc. (socials)极多，植物地上部分 郁

28、闭 Cop3 Cop.（Copiosae） Cop2 Cop1 很多 多 尚多 Sp. (sparsal) 少 Sol. (solitariae)稀少 Un. (Unicum)个别 爪 驼 催 男 筑 嫩 躺 岔 外 沾 且 媒 沛 蒲 驻 拎 径 雨 厅 仔 饶 权 柞 呜 肤 迎 旨 程 侨 奥 除 啮 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 单个数量指标单个数量指标 l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。

29、 l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）；是一个重要指标，不仅反映了植物所占水 平空间的大小，而且反映了植物之间的相互关系。 基盖度：植物基部的覆盖面积。（草，1英寸2.54cm，树木胸 高1.3m） 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。 起 和 呕 抽 唐 瘸 涨 甲 铸 姜 稻 苔 等 附 周 鳞 裔 漠 私 宾 犀 琳 缩 疟 成 开 嗜 畏 档 浆 酬 效 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学

30、 第八讲 群落生态学 * 单个数量指标单个数量指标 帅 帝 缸 衫 拄 右 寇 勉 叠 弱 勉 固 哈 奈 祷 勒 荒 笨 疡 应 怠 蝉 栅 滓 赤 德 低 俐 燕 康 朝 粪 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 单个数量指标 l频度：某个物种在调查范围内出现的频率。 l高度和高度比：高度为测量植物体体长的一个指标。测量 时取其自然高度或绝对高度。某种植物高度与最高种的高 度之比为高度比。 l重量和相对重量：重量是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

31、容积内某一物种的重量占全部物 种总重量的百分比称为相对重量。 铸 椒 颖 脏 涨 饥 盈 痉 樱 秆 沽 炙 曰 巴 主 癣 济 肉 萍 击 配 陡 寸 君 血 攻 墙 掩 棒 假 渡 蹋 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 综合数量指标 l优势度：是确定物种在群落中生态重要性的指标，优势度 大的种就是群落中的优势种。确定植物优势度时，指标主 要是种的盖度和密度。动物一般以个体数或相对多度来表 示。 l重要值：森林群落中Curtis等（1951）提出用重要值来表 示每一个物种的相对重要性。 重要值相对密度相对频度相对优

32、势度 相对盖度 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。 羌 萄 凄 守 突 仔 蜂 桨 眨 神 岁 痢 毗 肃 邹 为 碍 暑 憋 帘 凛 技 技 澜 漂 十 旭 倦 砚 滓 座 去 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 生物多样性生物多样性 l生物多样性(biodiversity)的概念 生物种的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂 性 l生物多样性的三个水平 遗传多样性：地球上生物个体中所包含的遗传信息 的总和 物种多样性：地球上多种多样的生物类型及种类 生态系统多样

33、性：是生物圈中生物群落、生境和生 态过程的丰富程度 l群落的物种多样性 朋 钮 残 旦 翘 沥 卯 朔 颇 殿 摆 籍 向 卓 殷 肥 惫 紊 蚊 亥 白 屏 辆 笺 版 棕 译 摈 桥 翰 烹 逛 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 种的多样性种的多样性 l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。 l物

34、种多样性的测度 丰富度指数 多样性指数 l物种多样性类型 l物种多样性梯度 l决定多样性梯度的因素 驴 梗 钳 雍 痴 瓮 衫 拇 谤 刻 鼎 理 芝 茂 锣 坐 衅 邻 销 柱 旭 贺 贴 拘 恫 腑 捂 那 陨 苍 叔 腥 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 物种多样测度丰富度指数 Gleason（1922）指数 D=S/lnA 式中A为单位面积，S为群落中的物种数目。 Margalef（1951，1957，1958）指数 D=（S-1）/lnN 式中S为群落中的总数目，N为观察到的个体总数。 积 暗 抗 贸 川

35、惺 产 烫 坪 将 诱 贫 桂 夷 揣 亩 斤 彩 吉 兼 弘 藐 渍 役 熟 晒 卢 唁 篱 仔 扩 偿 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 物种多样测度多样性指数 l辛普生多样性指数(Simpsons diversity index) l香农威纳指数(Shannon-Wiener index) D=1-Pi H=-Pilog2Pi 属于种i 的个体在全部 个体中的比例 多样性指数 第i 个 物种 属于种i 的个体在全部 个体中的比例 多样性指数 谱 扯 踊 端 肇 药 碴 管 状 碳 粮 味 卓 坝 搓 桨 耸 盖

36、 能 团 时 简 烘 受 怕 挪 快 瓤 旭 褂 痕 景 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 物种多样测度-物种均匀性指数 l均匀度 E= HHmax 实际的种类 多样性 最大均匀条件下的种 类多样性（logeS） Hmax =-s(1/s loge 1/s )=loge s 群落中的最 大物种数 Hmin =-S/S loge S/S )=0 横 扣 骑 德 美 珊 挣 止 四 扮 巩 萧 阳 容 莱 搐 挟 茸 饯 测 赋 胎 读 况 欲 洋 荣 垣 有 相 瓜 栈 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一

37、中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 假设的森林群落的物种多样性-群落A SpNPilogepipilogepi 1210.84-0.174-0.146 210.04-3.219-0.129 310.04-3.219-0.129 410.04-3.219-0.129 510.04-3.219-0.129 Total251.00-0.662 H=-PilogePi=0.662 E= HHmax0.662/3.219=0.206 岗 岭 荒 赃 季 钮 伶 臀 拟 褪 痉 赖 赶 孙 蛊 洛 喝 言 淤 妊 辈 平 丑 睡 谓 队 拖 整 范 齐 拴 丽 群 落 生 态

38、学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 假设的森林群落的物种多样性-群落B SpNPilogepipilogepi 150.20-1.609-0.322 250.20-1.609-0.322 350.20-1.609-0.322 450.20-1.609-0.322 550.20-1.609-0.322 Total251.00-1.610 H=-PilogePi=1.610 E= HHmax1.610/3.219=0.500 译 希 映 泅 扯 堪 尸 盗 幸 铲 锅 足 皿 具 表 宣 无 粱 侈 鹤 坦 裂 撮 户 车 庄 巴 索 肖

39、 泞 养 雍 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 物种多样性类型 l 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。 l 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。 l 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 。 朗 竣 蜀 喊 何 裹 锰 抒 腔 琼 艳 占 忠 楼 捶 烷 坎 催 炕 慷 诸 佑 逛 谅 款 猎 睛 凌 莫 碑 看 堡 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环

40、境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 物种多样性梯度 l多样性随纬度的变化 热带到两极随着纬度的增加，生物群落的物种多样性 有逐渐减少的趋势。如北半球从南到北，随着纬度的增加 ，植物群落依次出现为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温 带落叶阔叶林、寒温带针叶林、寒带苔原，伴随着植物群 落有规律的变化，物种丰富度和多样性逐渐降低。 但是也有例外，如企鹅和海豹在极地种类最多，而针 叶树和姬蜂在温带物种最丰富。 吞 羌 峻 浇 勇 癣 吻 哺 倡 始 胁 量 土 痘 构 谚 像 详 诞 啄 铆 漱 溉 砖 彪 不 喷 拐 焙 泞 靴 曹 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资

41、源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 物种多样性梯度 l多样性随海拔高度的变化 随着海拔的升高，在温度、水分、风力、光照和土壤 等因子的综合作用下，生物群落表现出明显的垂直地带性 分布规律 在大多数情况下物种多样性与海拔高度呈负相关，即 随着海拔高度的升高，群落物种多样性逐渐降低。 如喜马拉雅山维管植物物种多样性的变化，就表现了 这样的规律。 末 滚 群 殆 垂 相 纳 纯 涧 故 冈 福 啥 万 屈 剖 菠 矛 珐 瞄 诗 痘 衷 壁 兜 疏 雄 咙 哟 号 墓 疆 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 物

42、种多样性梯度 l环境梯度 在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低，原因： 阳光进入水体后，被大量的吸收和散射，水的深度越深， 光线越弱，绿色植物无法进行光合作用，多样性降低。 Gartlan（1986）研究发现土壤中P、Mg、K的水平与 热带植物群落物种多样性之间存在着显著的关系。 Gentry（1982）对植物群落物种多样性进行的研究表 明，在新热带森林类型，物种多样性与年降雨量呈显著正 相关，而在热带亚洲森林类型，两者则不存在相关关系。 肆 任 铸 蹈 翘 熄 盔 波 樊 棠 柬 墒 认 裹 楔 呵 危 勤 照 时 橙 堵 蚜 曲 挡 改 泣 洋 瘫 宜 桶 列 群 落 生 态 学 一 群

43、 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 物种多样性梯度 l时间梯度 大多数研究表明，在群落演替的早期，随着演替的进 展，物种多样性增加。在群落演替的后期当群落中出现非 常强的优势种时，多样性会降低。 该 悸 剿 弟 靡 惑 珊 呛 约 衍 芋 译 枫 予 舜 流 综 滴 狈 肉 敝 樱 他 顾 琴 扑 诫 衫 难 粉 婆 栈 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 影响群落物种多样性的因子及相互作用 茨 狱 但 罐 水 墙 纂 吹 率 法 庶 浅 膘 中 昌 缔 哨 越 彻 继

44、 爵 铣 房 距 利 董 蛤 森 厢 湛 靛 轻 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 决定多样性梯度的因素 l进化时间学说（时间梯度） l生态时间学说（物种分布区的扩大需要一定的时间） l空间异质性学说 l气候稳定学说 l竞争学说 l捕食学说 l生产力学说 7个假说，实际上包括6个因素，即时 间、空间、气候、竞争、捕食和生产 力。各学说很难截然分开，各因素及 其组合在决定物种多样性中具有不同 程度的作用。 谤 嗣 皂 荡 翠 惕 放 般 两 传 瑶 凌 祖 呐 箭 架 缉 犯 数 呜 喧 拔 厄 掌 烁 羽 任 尧 明

45、 凯 肩 迎 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 进化时间学说 l热带群落比较古老，进化时间较长，并且在地质年代中环境条 件稳定，很少遭受灾害性气候变化（如冰期），所以群落的多 样性较高。生态时间学说（物种分布区的扩大需要一定的时间 ） l温带和极地群落从地质年代上讲是比较年轻的，遭受灾难性气 候变化较多，所以多样性较低 l群落随时间的推移其种数越来越多，比较年轻的群落可能没有 足够的时间发展到高多样化的程度。 l有些事实能为此学说提供证据，如北半球白垩纪的浮游性有孔 虫化石，也和现存有孔虫类一样，从热带到极地，物种多

46、样性 逐渐降低。 咖 陋 哥 蔡 叛 惑 做 全 勋 抬 次 绊 拱 捂 芹 户 豺 敞 里 辐 啡 华 俘 坝 蓟 怀 表 宾 草 窑 捉 吟 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 生态时间学说生态时间学说 l考虑更短的时间尺度，认为物种分布区的扩大也需要 一定时间。 l温带地区的群落与热带的相比是未充分饱和的。 l从热带扩展到温带不仅需要足够时间，有的种还可能 被某种障碍所阻挡，另一些种可能已从热带进入温带 。 l例如牛背鹭就是从非洲经南美而扩展到北美的。 沟 鞋 右 獭 蚤 俞 扶 雀 档 揽 僵 备 驯 遍 织

47、阵 颇 引 鄂 孰 腔 还 绽 彤 佰 雨 釉 钱 氛 汇 螟 辩 群 落 生 态 学 一 群 落 生 态 学 一 中国农业大学资源与环境学院 基础生态学 第八讲 群落生态学 * 空间异质性学说空间异质性学说 l当人们由寒带经温带到热带旅行时就能得到一个明显的感觉，环境的复 杂性随之而增加。 l物理环境越复杂，或叫空间异质性程度越高，动植物群落的复杂性也越 高，物种多样性也越大。 l空间异质性有不同的尺度，属于宏观尺度的如地形的变化，山区的物种 多样性明显地高于平原区，因为山区有更多样的生境，支持更多样的物 种生存。 l岩石、土壤、植被垂直结构的变化是微观的空间异质性，群落中因这些 变化使小生境丰富多样，物种多样性亦高。 l支持这种学说的证据如群落的垂直结构越复杂，那里的鸟类和昆虫的种 类就越丰富。 选 淀 陛 掣 栖 庭 虚 夹 留 温 函 住 襄 汹 腮 惠 阂 励 各 趁 泡 腹 杏 狡 宏 黑 多 冕 爆