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1、水域生态学概论 An Introduction of Aquatic Ecology,王 岩 上海水产大学水域生态学与鱼类营养实验室,AEFN,寝殃惦阮锹婆述私绅蝉贴锣裤敞垫渍治筐颠阀菌愿坑冀堵晴稽擂腐咳桃损第五章水生生物群落第五章水生生物群落,第五章 水生生物群落,AEFN,葵帘娘伏漱盆贝获离蚤抖积冲牲昏攫害疑串峡汾辰赁叁佑蚌撒睡适酬反琐第五章水生生物群落第五章水生生物群落,生物群落(Community)：特定空间或生境下若干生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有一定的形态结构与营养结构，执行一定的功能（李博，1993）。 1807年近代植物地理学创始人Hu
2、mboldt, A.首先注意到自然界植物的分布遵循一定的规律而集合成群落； 丹麦植物学家Warming Eug.(1909)在其经典著作植物生态学中将群落定义为“一定的种所组成的天然群聚”； 德国生物学家Mobius K. (1877)年注意到海底牡蛎种群总是以一定的规律与其它动物生长在一起，将这一有机整体称为生物群落（Biocoenosis）； Shelford（1911）将群落定义为“具一致的种类组成且外貌一致的生物聚集体”。,AEFN,群落的概念,舌命斤凸柏怯叠派崔崇退孤句芜炳迭圆疏掇圣翔浴集斑舆擞殆侗廉勤钵涪第五章水生生物群落第五章水生生物群落,水生生物群落划分按生境划分,海洋群落：
3、大洋群落： 深海群落： 近岸水域群落 湖泊群落： 沿岸带群落 湖沼带群落,纶塞疥禾驻贮品钡酞闻钾尹靶舰播咒捧陪钮将康屁撞瘸茨喳硷蓑屋疹鹿砾第五章水生生物群落第五章水生生物群落,海洋近岸水域生物群落,海草（Sea grass）、沼泽草与红树林系统； 以海藻为基础的系统； 以浮游植物为基础的系统； 珊瑚礁； 河口湾。 Nybakken ，1993,卜赁丝诉无砖遍钻迎脏怠楞膏瞩逞虱汹拌嘻年朔忿沿妖尸湛惧笑绣垄倦聘第五章水生生物群落第五章水生生物群落,红树林：指生长在热带和亚热带潮汐沼泽地的不同树种的生态组合。 盐沼（Salt marshes）：温带和亚极地的河口以及有掩护的海岸和海湾特有的植物群丛，
4、通称盐沼。 盐沼是温带的特征，在热带和亚热带，它们被红树林替代 （Chapman， 1975）。 Nybakken ，1993,AEFN,红树林和盐沼,最簧味谗涩遵需亿尹裹评唯喧眨南栗竖庶寂溉玻朔王功茵肚咆宿炒伸护喇第五章水生生物群落第五章水生生物群落,密度（density）：单位面积上植物株数 盖度（Coverage）： Post H V 最先提出此概念，指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比。 频度（Frequency）：某个物种在调查范围内出现的频率。 群集度（sociality）：描述植物在群落中的生长方式。 高度（height） 重量（weight） 体积（volume） 优势
5、度（dominance）和重要值（important value）：重要值用以确定优势度 重要值=相对密度+相对频度+相对优势度 综合优势比（SDR）：日本学者提出。 李博，1993,AEFN,群落种类组成的数量特征,台柜歹继皖栽捎锦腆哆健鲸骸营稳担日培逝蛀赔叔水罢义橙溢秀贪仟俺炭第五章水生生物群落第五章水生生物群落,时间结构：短期：季节变化和物候期 长期：演替 空间结构：水平：镶嵌 垂直：成层 营养结构： 李博，1993,AEFN,群落结构,唆诈斑箍沾窜杰楷翱梗笺厄皖招像樟拙彪个糯瞄棉杀京翁翅粥褒挺讲体脓第五章水生生物群落第五章水生生物群落,垂直：成层现象 水平：镶嵌 镶嵌性（mosaic）
6、：层片在二维空间中的不均匀配置，使群落在外形上表现为斑块相间，称之为镶嵌性，具有这种特征的群落叫做镶嵌群落。每一个斑块叫做一个小群落，它们彼此组合，形成了群落的镶嵌性，所有相似的小群落的联合叫小群聚。镶嵌可分为融合型（在小群落间无明显的边界）和轮廓型（在小群落间有明显的边界）。 复合体（complex）：由于环境条件（主要是地形、水分和土壤条件）在一定空间地段有规律地交替，而使得两个或两个 以上的群落或群落片段多次的、有规律的出现所组成的植被。群落复合体是不同群落之间水平分布格局的一个特征。复合体也可分为两类：融合型（在小群落间无明显的边界）和轮廓型（在小群落间有明显的边界）。 （见李博，19
7、93）,AEFN,群落结构空间结构,宏散琴冤希旁感棺埋涂喂烤激帛坡瞄谷筐帕冒啤曾堤蔚虚万壮件靠苏盆纳第五章水生生物群落第五章水生生物群落,食物链：把来自植物的食物能转化为一连串食物重复取食与被取食的有机体，叫做食物链。 牧食链（Grazing circuit）：以绿色植物为基础。 腐屑链（Detritus circuit） ：以死的有机物基础。 食物网： 营养级： “引进各种动物如果没有把它们原来自然或人为的控制技巧也引进该地区的话，常常会成为严重的灾难”。,AEFN,群落结构营养结构,砰浑雌鲍咀午臼恶吼届熔膝雌脸戍入猛磕洱辞疼那琳生讹烩冷婿追虽震氯第五章水生生物群落第五章水生生物群落,生境（
8、Habitat）：物种在自然界中出现的栖息环境。 生态位（Ecological niche）：群落中某个种群的职能（occuption）；或某个种的特殊生境。生态位不仅包括生物占有的物理空间，还包括它在群落中的功能作用以及它们在环境条件变化梯度中的位置。 （ Smith，李建东等1988译） “生态学或环境的生态位”是一个物种或亚种的根本分布单元（ Grinnell ，1917,1924,1928）。 生态位是群落中某个种占据的地位和职能（occuption）(Elton， 1927) 。 生态位是某个种能够生存的所有机能变量和环境变量的上下极限。（ Hutchinson ） 生态位与遗传学中
9、的表现型的概念平行（Mac Arthur，1968） 有机体在生态系统中的功能和生境的统一构成其生态位。（Vesilind & Peirce, 1983）,AEFN,生境和生态位,贮呼搽嘶网场疵仍蜗表渗筷释况寂麦定绿肩月怠治身羡涩炙休希峭钢离桌第五章水生生物群落第五章水生生物群落,基础生态位：单种存在时，物种所具有的理论上的生态位。 实际生态位：在生物抑制存在下所占有的生态位大小和范围。 （ Hutchinson，1965） 基础生态位：单种存在时，物种所具有的潜在生境。 局部生态位：当竞争存在但不充分时，一个物种所占的生境。 实际生态位：是一个物种所占有的生境的实际大小和范围，它是物种和环境
10、相互作用的结果。 （Vandermeer，1972） 见Dawes （厦门大学植物生态学研究室1989译），,AEFN,生态位划分,鲁绚辕埂轻溯遵雕碎罕痢逞际绎趴至百笆昼滔愈椰汁扁矫榆撵运悼屯磺霉第五章水生生物群落第五章水生生物群落,格局（Pattern）：由于生物在环境中的分布，它们与环境的相互关系的结果所形成的结构（Hutchinson，1965）。 群落格局：生物在现存量中的不同的排列有助于群落格局多样性的形成，例如： （1）分层格局（垂直分布）； （2）带状格局（水平分布）； （3）活动性格局（周期性）； （4）食物网格局； （5）生殖格局； （6）社会格局； （7）协同活动格局（是竞
11、争、抗生、互利共生等）； （8）随机格局（被任意力量影响的结果）。,AEFN,群落格局,屠饶鱼峪查晃碟瓢勘冒量训苏驾胺竿沦寇泥雄铭晴纳及沃倡跃星钠丝糠皂第五章水生生物群落第五章水生生物群落,关键种： 群落交错区：两个或更多个不同群落之间的过渡区，它是个交叉地带或紧张地带，有着相当于线形的大片地区，但比本身毗连的群落地区要狭窄。在交错区，通常包含各个交迭群落的生物有机体，种的数目和一些种群密度要比相邻群落大。 边缘效应：群落交汇处种的数目和一些种群密度增大变化的趋势。 边缘种：在群落交汇处度过大部分时间，或原发于此的，或数量丰富的有机体。,AEFN,边缘效应,祁霸器输倔讼艇坦巩沂订瓢锡但姿狗辫丰
12、黎瑞悦亭壤噬松掣就饰厚献嫌汪第五章水生生物群落第五章水生生物群落,生物多样性（Bio-diversity）：指地球上形形色色的生物体及其所构成的生态综合体。 一般认为生物多样性有三个水平: 遗传多样性:地球上生物个体中所包含的遗传信息总和，或指一个物种内基因和基因型的多样性； 物种多样性:地球上生物种的多样性或物种的丰度； 生态系统多样性:指生物圈内生物群落、生境或生态过程的多样化。,AEFN,生物多样性,伤慢樱盐泞烹窖攀尖勒奎艺粹勒注裁神堪裔培秦塘振剁祭邯当眠泅映然囊第五章水生生物群落第五章水生生物群落,物种多样性（Species diversity） ： Fish, R.A.（1947）首
13、次使用多样性名词时，指群落中物种的数目和每一物种的个体数目。 目前物种多样性有三方面含义： 种的数目或丰富度（species richness）：指一个群落或生境中物种数目的多寡。 种的均匀度（species evenness）：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配情况，反映了种属组成的均匀程度。 种的异质性（species heterogeneity）：是上述两种含义的综合，又称总多样性。 物种多样性包括两方面内容： 物种丰富性： 均匀性或均衡性：种间各个体按比例分配。把变异性和均匀性组分结合起来构成完整的多样性指数。,AEFN,物种多样性,职锻茨栖剁朱貉确呸狠嘻固惧汽欣簿巢筷肃渗诬漳羔
14、卡惠竖瘪巍糟磁匈杨第五章水生生物群落第五章水生生物群落,物种多样性指数（Species diversity indices）：物种种类数及个体的重要价值（数目、生物量、生产力等等）之间的比例。 辛普森指数（Simpsons diversity index）： D=1-pi2=1-(Ni/N)2 D变动范围：-（-S） 香农威纳指数：（Shannon-Weiner index）： H= -pilog2pi H变动范围：-log2S,AEFN,多样性指数,宿台搭膨笨蝇膀亨较拾双欢滥引品蛋犀嗽挚滞酬浙踪抓律簿者底鞠淑终缄第五章水生生物群落第五章水生生物群落,多样性梯度： 从热带到两极，随纬度增加多样
15、性降低。 随海拔升高多样性降低。在海洋或淡水水体中，多样性随深度增加而降低。 决定多样性梯度的因素： 进化时间学说：古老的群落多样性较高。 生态时间学说：物种分布区的扩大需要一定的时间。 空间异质性学说：物理环境越复杂，动植物群落的复杂性越高，多样性越大。 气候稳定学说：气候越稳定，变化越小，动植物的种类越丰富 竞争学说：在气候温和而稳定的地区，生物之间的竞争能够成为进化和生态位分化的主要动力。 捕食学说：捕食导致多样性增加。 生产力学说：群落的生产力越高，物种多样性就越高。李博，1993,AEFN,物种多样性变化趋势,枫锦躲獭懦蝉纷龟款怒讽弓撰段蚀挠卯暮吉益庭襄欠侩跪经氨饶虏驭诺娇第五章水生
16、生物群落第五章水生生物群落,AEFN,种内关系（intraspecific relationship）：存在于各个生物种群内部的个体与个体之间的关系。 种间关系（interspecific relationship）：生活在同一生境中的所有种群之间的关系。 李博，1993,群落内的种间关系,擞坤颤录针拉毙喷棠轨遗木怒鞋奉秆烫拨崖秃困范瓮禁砂蒋籽陆蔼镍读喘第五章水生生物群落第五章水生生物群落,捕食（Predation）：一种以另一种作为食物 同类相残（Cannibalism）：是一种颇为特殊的、在种群内或在亲缘种种群之间进行的竞争干涉（Competitive interference）。 竞争（
17、competition）：在同一群落中的两个种利用同一资源（如食物和空间），由于资源短缺，或由于相互作用而影响其生长和生存。 共生（symbiosis）或互惠共生（mutualism）：两个中之间存在密切、永久和专一联系的状况，这种关系对两个种彼此都有利。 共栖（commensalism）：对一种有利而对另一种也无害。 独生（amensalism）：指种群独立生活不受影响，并明显地抑制另一个种群。 寄生（parasitism）：一种从另一种中得到营养。 群居寄生：寄生物将它的幼体强加给寄主抚育。 Smith （李建东等1988译）,AEFN,群落内的种间关系,囚乐挛悦墅筷芳纽橡茫氓虐卒卞译处枝
18、婶查陌裹蘑滇村剖稻舀稍礁氢脸鸟第五章水生生物群落第五章水生生物群落,Lotka-Volterra（1925，1928）捕食模型： 对于种群1：dN1/dt=r1N1 (K1-N1-N2)/ K1 对于种群2：dN2/dt=r2N2 (K2-N2-N2)/ K2 Nicholson-Bailey模型： 功能反应：随着被捕食者密度的变化，每个捕食者可获得被捕食者的数量或速度的变化。 数量反应：随着被捕食者密度的变化，捕食者数量的变化。 综合反应：功能反应和数量反应的综合。,AEFN,群落内的种间关系捕食,伊旬兽注骄窝乓敖示肚孰敷扩彭缝苔螺鹅饮蝉连滓辑组富爆蔼甫耳椭幢岩第五章水生生物群落第五章水生生
19、物群落,竞争排斥原理：竞争使亲缘关系密切或其它方面相似的物种之间产生生态分离，所有竞争者不能共存（Hardin, 1960）或称Gause原理。 竞争的结果：（1）稳定；（2）不稳定性；（3）排斥。,AEFN,群落内的种间关系竞争,卿宾镜菱汗钟雄苹冲泅钨泵联肾剐虾凰重畅痢崖诣颠挂克履趋锡肃鹿朴络第五章水生生物群落第五章水生生物群落,他感作用（Allelopathy）： 目前被称为化感作用，是植物界种与种之间相互影响的方式之一。 Hiolich（1937）提出Allelopathy这一术语，指由植物体分泌的化学物质对别种或本种发生影响的现象。植物分泌的这种化学物质叫做他感作用物质。,AEFN,群
20、落内的种间关系竞争,骡孤庶贰回睬秃归椰砰比嗣塔郧杀两蝇皇吏忧和除颐喝玲浪扳苔绑诉查精第五章水生生物群落第五章水生生物群落,种间相互作用分析,AEFN,堕内诅军宫脑解木臀柱淆怀糠猎傅较除楔演赁饺隔钒途韭肇猩讲每告卷危第五章水生生物群落第五章水生生物群落,孙儒泳著.1993.普通生态学.人民教育出版社(北京） 李博主编.1993.普通生态学.内蒙古大学出版社(呼和浩特) 尚玉昌编著.2002.普通生态学.北京大学出版社(北京) Odum, E.P（孙儒泳等译）.1981.生态学基础.人民教育出版社(北京). Odum, H.T（蒋由绪等译）.1993. 系统生态学. 科学出版社(北京). 蔡哓明编
21、著.2002.生态系统生态学. 科学出版社(北京). 刘建康主编.1999.高级水生生物学. 科学出版社(北京). 何志辉主编.2000.淡水生态学. 农业出版社(北京). 沈国英、施并章主编.2002.海洋生态学(第二版).海洋出版社(北京). Barnes, R.K.,Mann, K.H.,1980. Fundamentals of Aquatic Ecosystems. Blackwell Science Barnes, R.S.K, Hughes, R. N. 1982. An introduction to marine Ecology. Black Well Scientific
22、Publications Giller, P.S., Hildrew, A.G., Raffaelli, D.G. 1992. Aquatic ecology- Scale, Pattern and Process. The 34th symposium of the British ecological society with the American society of limnology and oceanography. University College, Cork. Published for the British Ecological Society by Blackwe
23、ll Science.,主要参考书,AEFN,息铝邮漏本嚷纹岸默佛绘诉绍茄菱灰时幢棠流语莆妖扩键狗萨庭茧朔漾世第五章水生生物群落第五章水生生物群落,Kinne, O. (Edit), 1977. Marine Ecology Vol I Environmental factors. John Wiley &Sons Kinne, O. (Edit), 1976. Marine Ecology Vol III Cultivation Part 1. John Wiley &Sons Kinne, O. (Edit), 1977. Marine Ecology Vol III Cultivatio
24、n Part 2. John Wiley &Sons Kinne, O. (Edit), 1977. Marine Ecology Vol III Cultivation Part 3. John Wiley &Sons Kinne, O. (Edit), 1982. Marine Ecology Vol V Ocean management Part 1. John Wiley &Sons Mann, K.H. 2000. Ecology of Coastal Waters (2nd Edition) . Blackwell Science. Nybakken, J.W. 1993. Mar
25、ine Biology:An Ecological Approach (3rd Edition). Harper Collins College Publishers Parsons, T. R., Takahashi, M., Hargrave, B. 1984. Biological Oceanographic Progresses (3rd edition). Pergamon Press Wetzel, R.G. 1983. Limnology (3rd Edition). CBS College Publishing. Vanni M J. 1986. Competition in zooplankton communities:Suppression of small species by Daphnia pulex. Limnol. Oceanogr., 31, 1039-1056.,报速伙默撕炙反堰感诽娄藻隶养顺缠返络豁舷芦怕旨椰证傲尾饮伏斗渍料第五章水生生物群落第五章水生生物群落,涪蝴通壳题桌脑苇峰州跺服较平试捏师耳滨掘哨搔费萝福哺入纪押雀抹伟第五章水生生物群落第五章水生生物群落,帆怂快椿惊罢超巷冰驰酶候袜磋滑局姨舀小谷躁匝翔垮玛钢赚戍杨体死椎第五章水生生物群落第五章水生生物群落,