4群落生态

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叶片大小、性质及叶面积指数
Байду номын сангаас• 叶片大小及性质
– 叶片大小与水分平衡密切相关（图6-5）
• 大叶片在光照时叶温高，蒸腾量大；阴蔽时叶温降低速度快； • 光合收益与叶片大小的关系则呈现峰值，叶片太大，光合收益反 而降低（呼吸作用的限制）。
– 最佳叶片大小与光照条件和土壤水分条件有关（图6-6）
• 图中虚线分隔的斜带代表雨林的林冠到地被的光照和水分条件
4、岛屿与群落结构
岛屿的种-面积关系：面积越大，物种数越 多。 S(物种数)＝cAz (A为面积) 岛上物种数取决于物种迁入和灭亡的动态平 衡。而迁入率则与岛屿距大陆的远近有关。 大而近，则迁入率高，死亡率低，物种多， 反之，则反。
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岛屿生态与自然保护
保护区可看成岛屿。 建立保护区，则会出现边缘 区，适于边缘生境的物种会 增加。形状以园形为好。 面积大有利于保护更多的物 种。 同样面积下，一个大保护区 好还是若干小的好取决于： ①若每个小区内都是相同的 种，则一个大的好；②从传 播疾病的角度看，隔离的小 区好；③在一个异质性高的 区域，建多个小区好于一个 大区；④对大型动物，一个 大区好。 物种保护的最大问题是栖息 地的破碎化。 各小区间是否应建立走廊？
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群落内小群落（即群落内部的某些小区域由于 生态因子的不均匀而形成一些小型的植物组合， 它具有一定的种类成分和生活型组成）所形成 的镶嵌性与群落分布中的复合性是两个不同的 概念。①在镶嵌性的情况下，群落内部的各个 斑点的大小是几十厘米或几米，而在复合性的 情况下，不同群落的斑点大小是各为几米到几 十米。②在镶嵌性的情况下，相邻斑点的植株 相互影响，而在复合性的情况下则几乎没有。 ③镶嵌性是一个群落内部的水平分化，而复合 性则是不同群落的一些小地段或斑点相互间隔 的现象。
物 种 比 例
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4.2.2物种多样性
生物多样性：指生物的多样化和变异性以及物 种生境的生态复杂性，它包括植物、动物和微 生物的所有种及其组成的群落与生态系统。一 般分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多 样性三个层次。 物种多样性：包括两种涵义，一是群落所含有 的物种数目的多寡，即种的丰富度；其二是种 的均匀度。 物种多样性包括：（1）α多样性：反应群落 中物种丰富度和个体在各物种中的均匀程度； （2）β多样性是指沿着环境梯度的变化，物 种替代的程度；（3）γ多样性：反映不同地 理地带的群落间物种更新替代的速率。
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图中的圆圈内是5种植物共存的范围。说明多种植物在竞 争少数共同资源时能够共存。空间异质性是其共存的 一个重要根据。可能是由于其他原因使其达不到现有 空间和食物条件下应该达到的密度而出现共存。 25
捕食
泛化捕食者（如野兔）：草地植物多样性与兔捕 食强度间为一单峰曲线。 特化捕食者：①捕食对象为优势种，则捕食可提 高多样性；②捕食对象为非优势种，则捕食降低 多样性。
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群落交错区与边缘效应
群落交错区（生态过渡带）：是两个或多个 群落之间（或生态地带之间）的过渡区域。 边缘效应：群落交错区中物种的数目及一些 种密度增大的趋势。有三个特征：
是多种要素的联合作用和转换区，各要素在此相 互作用强烈，常常是非线性现象显示区和突变发 生区。 这里的生态环境抗干扰能力弱，对外力的阻抗性 相对较低，一旦遭破坏，很难恢复原状。 这里生态环境的变化速度快，空间迁移能力强， 因而也造成生态恢复的困难。
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4.3生物群落的结构
4.3.1群落的结构单元 群落结构是指所有种类及其个体在空间 的配置情况。群落空间结构取决于生活 型和层片两个要素，两者可看成是群落 的结构单元。 生活型：是生物对环境适应的外部表现 形式。《中国植被》书中按植物的外观 体态划分生长型类群。如乔木、灌木、 藤本、草本等。Raunkiaer的生活型分类 系统分成5类。
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4.2生物群落的种类组成
4.2.1种类组成及其数量特征 1、种类组成
用最小面积法来统计 和编制一个群落的植 物组成名录。所谓最 小面积是指基本上能 够表现出某群落类型 生物种类的最小面积。 用种类－面积曲线上 曲线开始变缓处所对 应的面积定为取样的 最小面积。
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2、数量特征
多度 ：是对物种个体数目多少的一种估测 指标。常用于野外调查。常采用Drude的七 级制。 密度 ： 盖度 ：植物地上部分垂直投影面积占样地 面积的百分比，即投影盖度。 高度 重量 体积 优势度 、重要值：表示一个种在群落中的 地位与作用
第四章 群落生态
4.1群落的概念
特定时间和空间中各种生物种群之间以及它们与环境 之间通过相互作用而有机结合的具有一定结构和功能 的复合体。 定义中强调时间的概念、相同的地区、物种在群落中 的分布是有序的。 群落的发展能导致物种的发展，因此，对某种特定生 物进行控制的最好方法就是改变其群落；如控制蚊子 最经济有效的方法是改变整个水生生群落，而不是毒 杀。同样，企图保护和发展某种生物时，首先就要保 护好并发展与其共处的群落和适宜的栖境。
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图6-6 最佳叶子大小模型预测的叶子大小与光照和水分的关系
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叶面积指数（leaf area index，简称LAI）是群落 的一个重要指标，与群落的功能有直接关系，一 般定义为：
• LAI=总叶面积/单位土地面积 • 它与群落的光能利用效率有直接关系。
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4.3.2群落的结构类型
垂直结构：指群落在空间中的垂直分化或成层现象.
多样性指数 ：反映物种的丰富度和均匀性的 指标。低丰富度和高均匀性群落与高丰富度和 低均匀性群落可能得到同样的多样性指数。 ①辛普森指数
0 ~（1－1/S）
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②香农-威弗指数
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• 多样性梯度
–随纬度的变化： –随海拔的变化： –随水深的变化：
• 决定多样性梯度的因素（7个学说）
–7个学说涉及到时间、空间、气候、竞争、 捕食、生产力等6个因素。
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4.3.3影响群落结构的因素
1、生物因素（主要是竞争和捕食）
竞争：可导致生态位分化，使更多物种共存。群落 中的竞争常出现在同资源种团和生态位比较接近的 种类之间。大型生物间的竞争较小型生物间的多， 而植食性昆虫间的竞争比例最低（因植物到处都较 丰富）。 高等植物间的竞争比较特殊，他们都需要光、二氧 化碳、水和营养物等几乎一样的资源。Tilman模型 以零增长线（ZNGI）为出发点，ZNGI表示一种植物 利用两种必须营养元素时，该种植物能存活和增殖 的边界线，资源量位于ZNGI上边和右边，植物能存 活和增殖；若位于ZNGI线的下边和左边，则不能存 活。分析种间竞争时，将两个物种的ZNGI线叠合在 同一图上。两个物种对资源的消耗率不同，但供应 率只有一个。种间竞争的结局取决于供应点的位置.
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群落的水平结构
是指群落在空间的水平分化或镶嵌现象。 镶嵌性是植物个体在水平方向上的不均匀造成的， 从而形成许多小群落。它不同于层片，是由于生态 因子的不均匀性造成；生物本身的生态学和生物学 特性也有重要作用。地形和土壤条件的不均匀性引 起的镶嵌分布现象很普遍。 森林群落的镶嵌性是由于林内光斑与暗斑的分布、 草本层和苔藓层在不同树龄树冠下的差异、小地形 的起伏、腐朽树桩和倒木及残落物的积累的不均匀 性等引起。 草原群落的镶嵌性在某些情况下是由挖土动物的生 活活动引起；某些情况下是由个别植物种的生长繁 殖而引起。
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层片（层群）：是由相同生活型或相似生态需 求的物种所组成的机能群落。
属于同一层片的植物是同一个生活型类别。但同一 生活型的植物只有在其个体数量相当多，而且相互 之间存在着一定联系时才能组成层片。 每一层片在群落中都有一定的小环境，不同层片小 环境相互作用的结果构成群落环境。 每一层片在群落中都占据一定的空间和时间，而且 层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征。 每一个层片都具有自己的相对独立性，并可按其作 用和功能不同划分为优势层片、伴生层片、偶见层 片等。 层片是群落的三维结构，与层有相同之处，又有质 的区别。层片比层的范围窄，一个层的类型可以由 若干生活型的植物所组成。
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图c表示资源供应点的位置有3种可能：如果供 应点落在①区内，物种A和B都不能生存；落在 ②区内，物种A生存，B灭亡；落在③区内，开 始时，两个物种都能生存，但竞争结果是物种 A排斥B，最终结果是物种A生存，B灭亡。 图d表示资源供应点的位置有6种可能：如果供 应点落在①区，两物种都不能生存；落在②区， 物种A生存，B灭亡；落在⑥区，物种B生存，A 灭亡；落在③、④和⑤区，开始时，两者都能 生存，但最终竞争的结果不同，在③区，物种 A排斥B，在⑤区，物种B排斥A，只有在④区， 两者才能长久稳定共存。
– 右上：光照强，水分充足 – 中间：光照和水分中等 – 左下：光照弱，水分不足
• 热带雨林中叶子的大小由林冠向下有先增大，后变小的趋势； • 古代以叶子的大小进行气候预测（表6-1）
• 叶面积指数
– 单面总叶面积与单位土地面积的比值，以LAI表示； – 叶面积指数与光能利用率成正比关系
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图6-5 最佳叶子大小模型
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α多样性的测定
丰富度指数 ：反映物种丰富度的指标。 ①Gleason指数: D=S/lnA A为单位面积，S为群落中物种数。是最简 单的测定方法，表示一定面积生境内的物种 数目。
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②Margalef指数：D=S-1/lnN S为群落中物种数，N为调查样方中观察到的个体总 数（随样本大小而增减）。
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群落的时间结构（时间格局、时间成层）
指群落结构在时间上的分化或在时间上的配 置。是群落的动态特征之一。 包含两方面的内容：一是自然环境因素的时 间节律所引起的群落各物种在时间结构上相 应的周期性变化；二是群落在长期历史发展 过程中，由一种类型变成另一种类型的顺序 过程，即群落的发展演替。 群落的种类组成和层片结构决定群落的外貌。 群落随气候季节性变化而呈现不同的外貌， 即季相。外貌随季节的变化称为季相变化。