生物群落的分类与排序
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群落生态学-群落相似性分类和排序汇总.
群落相似性、分类和排序
一 群落相似性
• 群落相似性分析是通过对样地调查所得原始数据 进行处理，并根据处理的结果判断两个群落之间 相似程度。 • 群落相似程度的指标有两类：一类是相似系数； 另一类是相异性系数。 • 表征两个群落间相似程度的指标虽多，但在数据 处理上一致：根据两群落共有种的数量数据，计 算其相似或相异程度。
• 植被型组：最高的分类单位。 建群种生活型相近因而群落外貌相似的植物群落联合。 • 植被亚型：辅助单位。 根据优势层片或批示层片的差异划分。 • 群系组：根据建群种亲缘关系近似，生活型或生境相近 而划分。 • 亚群系：辅助单位。 根据次优势层片及其所反映的生境条件而划分。 • 群丛组：片层结构相似，而且优势层片与次优势层片的 优势种工共优势种相同的植物群落联合。 • 亚群丛：反映群丛内部在区系成分、层片配置、动态变 化等方面出现的若干微细变化。
10个植被型组为：
针叶林、阔叶林、灌草和灌草丛、草原和稀树干草原、 荒漠包括肉质刺灌丛、冻原、高山稀疏植被、草甸、沼泽、 水生植被 。
29个植被型为：
寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混交林、暖温性 针叶林、热性针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、 常绿阔叶林、硬叶常绿阔叶林、季雨林、雨林、珊瑚岛常绿 林、红树林、竹林、常绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、落叶阔 叶灌丛、常绿阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀树干草原、荒漠、 肉质刺灌丛、高山冻原、高山垫状植被、高山流石滩稀疏植 被、草甸、沼泽、水生植被。
三级分类单位
• 植被型组 • 植被型 • 植被亚型 • 群系组 • 群系 • 亚群系 • 群丛组 • 群丛 • 亚群丛
中国植物群落分类原则、系统和单位
分类原则——以群落本身的综合特征作为分类依据
• 分类系统：主要分类单位分三级
一 群落相似性
• 群落相似性分析是通过对样地调查所得原始数据 进行处理，并根据处理的结果判断两个群落之间 相似程度。 • 群落相似程度的指标有两类：一类是相似系数； 另一类是相异性系数。 • 表征两个群落间相似程度的指标虽多，但在数据 处理上一致：根据两群落共有种的数量数据，计 算其相似或相异程度。
• 植被型组：最高的分类单位。 建群种生活型相近因而群落外貌相似的植物群落联合。 • 植被亚型：辅助单位。 根据优势层片或批示层片的差异划分。 • 群系组：根据建群种亲缘关系近似，生活型或生境相近 而划分。 • 亚群系：辅助单位。 根据次优势层片及其所反映的生境条件而划分。 • 群丛组：片层结构相似，而且优势层片与次优势层片的 优势种工共优势种相同的植物群落联合。 • 亚群丛：反映群丛内部在区系成分、层片配置、动态变 化等方面出现的若干微细变化。
10个植被型组为：
针叶林、阔叶林、灌草和灌草丛、草原和稀树干草原、 荒漠包括肉质刺灌丛、冻原、高山稀疏植被、草甸、沼泽、 水生植被 。
29个植被型为：
寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混交林、暖温性 针叶林、热性针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、 常绿阔叶林、硬叶常绿阔叶林、季雨林、雨林、珊瑚岛常绿 林、红树林、竹林、常绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、落叶阔 叶灌丛、常绿阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀树干草原、荒漠、 肉质刺灌丛、高山冻原、高山垫状植被、高山流石滩稀疏植 被、草甸、沼泽、水生植被。
三级分类单位
• 植被型组 • 植被型 • 植被亚型 • 群系组 • 群系 • 亚群系 • 群丛组 • 群丛 • 亚群丛
中国植物群落分类原则、系统和单位
分类原则——以群落本身的综合特征作为分类依据
• 分类系统：主要分类单位分三级
生物群落的分类
群系型 群系 群丛 单优种群丛 群丛相 组合 集团 季相 层
演替系列系统
演替系列群丛 演替系列单优种群丛 演替系列 演替系列组合 集群 季相 层
群落的数量分类－目标
用植物种的数据（属性）去划分样方（实体），可以 较客观地揭示出植被本身可能存在的自然间断。
群丛组：片层结构相似，而且优势层片与次优势层片 的优势种及共优势种相同的植物群落联合。如在羊草+ 丛生禾草亚群系中，羊草+大针茅草原和羊草+丛生小 禾草（糙隐子草、草）就是两个不同的群丛组。
植被分类单位
亚群丛：反映群丛内部在区系成分、层片配置、动态 变化等方面出现的若干微细变化。
根据上述系统，中国植被分为11个植被型组、29个植被型、 560多个群系，群丛则不计其数。10个植被型组为：针叶林、阔叶 林、灌草和灌草丛、草原和稀树干草原、荒漠（包括肉质刺灌 丛）、冻原、高山稀树植被、草甸、沼泽、水生植被。29个植被 型为：寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混交林、暖温性 针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、硬叶 常绿阔叶林、季雨林、雨林、珊瑚岛常绿林、红树林、竹林、常 绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、落叶阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀 树干草原、荒漠、肉质刺灌丛、高山冻原、高山垫状植被、高山 流石滩稀疏植被、草甸、沼泽、水生植被。
j 1
N
( X hj X h )2 ( X ij X i )2
j 1
SShi SShh SSii
样方 种
1
2
3
4
5
1
2
5
2
1
0
2
0
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4
3
1
3
演替系列系统
演替系列群丛 演替系列单优种群丛 演替系列 演替系列组合 集群 季相 层
群落的数量分类－目标
用植物种的数据（属性）去划分样方（实体），可以 较客观地揭示出植被本身可能存在的自然间断。
群丛组：片层结构相似，而且优势层片与次优势层片 的优势种及共优势种相同的植物群落联合。如在羊草+ 丛生禾草亚群系中，羊草+大针茅草原和羊草+丛生小 禾草（糙隐子草、草）就是两个不同的群丛组。
植被分类单位
亚群丛：反映群丛内部在区系成分、层片配置、动态 变化等方面出现的若干微细变化。
根据上述系统，中国植被分为11个植被型组、29个植被型、 560多个群系，群丛则不计其数。10个植被型组为：针叶林、阔叶 林、灌草和灌草丛、草原和稀树干草原、荒漠（包括肉质刺灌 丛）、冻原、高山稀树植被、草甸、沼泽、水生植被。29个植被 型为：寒温性针叶林、温性针叶林、温性针阔叶混交林、暖温性 针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、硬叶 常绿阔叶林、季雨林、雨林、珊瑚岛常绿林、红树林、竹林、常 绿针叶灌丛、常绿草叶灌丛、落叶阔叶灌丛、灌草丛、草原、稀 树干草原、荒漠、肉质刺灌丛、高山冻原、高山垫状植被、高山 流石滩稀疏植被、草甸、沼泽、水生植被。
j 1
N
( X hj X h )2 ( X ij X i )2
j 1
SShi SShh SSii
样方 种
1
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3
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群落的分类与排序
21
极点
中心
极点
22
生态数量分析软件
• 包括静态群落分析软件和动态建模两大类。
• 静态群落分析软件主要有： ① CEP(包括DCA、TWINSPAN两种方法); ② DISCRIM(采用DCA的方法); ③ CANOCO(包括PCA、CCA、CA三种排序分析法); ④ MULVA-4 是一套多元分析程序包。
• 即用植物群落本身属性（如种出现否、种的盖度、频 度等）来排定群落样地的位序。 • 主分量（或成分）分析（PCA法）
• 基予线性代数的矩阵和二次型等数学知识，将一个综合考 虑许多性状的问题，在尽量少损失原有信息的前提下，找 出1-3个主分量，然后将各个实体在一个2-3维空间中表示 出来，从而达到排序实体的目的（图10-1、表10-1）。
- 每一等级的上下又各设一个辅助单位和补充单位。
4
植物群落分类系统
植被型组（vegetation type group） 植被型（vegetation type） 植被亚型（vegetation subtype） 群系组（formation group） 群系（formation） 亚群系（subformation） 群丛组 （association group） 群丛（association） 亚群丛（subassociation）
• 单优势种的群落，直接用优势种命名。如：
Ass. Pinus massoniana、马尾松群丛
10
• 群系的命名法——只取建群种的名称。如有2 个以上优势种，优势种间用“+”连接。如： Form.Aneurolepidium chinense 羊草群系 我省常见的：华栲 + 厚壳桂群系 • 高级单位的命名法——均以群落外貌-生态学 的方法。如：常绿阔叶林植被型。
极点
中心
极点
22
生态数量分析软件
• 包括静态群落分析软件和动态建模两大类。
• 静态群落分析软件主要有： ① CEP(包括DCA、TWINSPAN两种方法); ② DISCRIM(采用DCA的方法); ③ CANOCO(包括PCA、CCA、CA三种排序分析法); ④ MULVA-4 是一套多元分析程序包。
• 即用植物群落本身属性（如种出现否、种的盖度、频 度等）来排定群落样地的位序。 • 主分量（或成分）分析（PCA法）
• 基予线性代数的矩阵和二次型等数学知识，将一个综合考 虑许多性状的问题，在尽量少损失原有信息的前提下，找 出1-3个主分量，然后将各个实体在一个2-3维空间中表示 出来，从而达到排序实体的目的（图10-1、表10-1）。
- 每一等级的上下又各设一个辅助单位和补充单位。
4
植物群落分类系统
植被型组（vegetation type group） 植被型（vegetation type） 植被亚型（vegetation subtype） 群系组（formation group） 群系（formation） 亚群系（subformation） 群丛组 （association group） 群丛（association） 亚群丛（subassociation）
• 单优势种的群落，直接用优势种命名。如：
Ass. Pinus massoniana、马尾松群丛
10
• 群系的命名法——只取建群种的名称。如有2 个以上优势种，优势种间用“+”连接。如： Form.Aneurolepidium chinense 羊草群系 我省常见的：华栲 + 厚壳桂群系 • 高级单位的命名法——均以群落外貌-生态学 的方法。如：常绿阔叶林植被型。
生物群落的分类
nB nAB
DCB
例：对下列样方进行聚类分析
2 5 2 1 0 3
X 0
1
4
3
1
2
3 4 1 0 0 2
① 计算个样方间的欧氏距离矩阵：
12 3 4 5 6
0 3.317 4.472 4.359 3.742 2.449
0
5.196 6.000 6.403 3.000
用样方数据去分割环境因素的集合，结果会分成若干 环境梯度，反映不同环境之间的组合关系。
以样方数据分割出的种组与环境梯度进行比较，可能 找到种组与环境因素的关系，这样的种组被称为生态 种组。
群落的数量分类－方法
多元分析技术的一般特点 不需要随机取样，不涉及显著性检验。
多元分析方法是施于原始数据集合的一套处理规则， 从而揭示属性之间、实体之间以及属性和实体之间 的复杂关系。方法本身不依赖于对实体和属性具体 内容的解释，因而可用于多学科。
()
Δ()
,
△() △()＝ 最大，故可将种或种做为临界种。若按种来分， 可分成(Ⅰ){}和（）＝ {}两个组。
由于()> （） >(Ⅰ) ，故应分化组() ＝ {} 。
(i 1,2,, p)
对个种求和得到样方组对所有种的信息量：
p
p
I(A )Ii(A ) pln n n [a ila n i (n a i)ln a ( i)]
1
i 1
① 若中只有一个样方，()
② 若中有两个样方， 即＝，对于两个样方同时存在的个种，有 ＝，＝；对于只在其中一样方存在的个种，有 ＝， ＝；对于 两样方均不存在的个种．有 ＝， ，于是有：
(4.4162.72)53.571 2
群落的分类与排序
③ 植物群落的命名
b)群丛的命名方法
如果某一层具共优种，这时用“+”相连。
如：铁杉+锐齿栎-巴山木竹-大披针苔草丛
Байду номын сангаас
（Ass.Tsuga chinensis+Quercus aliena
var.accuteserrata-Bashania fargesii-
Carex lanceolata)
（ 1）中国的植物群落分类 1. 中国的植物群落分类
演替系列群丛 (associes) 演替系列单优势群丛 (consoeies) 演替系列群丛相 (faeies) 演替系列组合 (socies) 集群 (colony) 季相 (aspect) 层 (layer)
第一节
群落的分类
3. 英美学派的群落分类 a)群系 ： 在一定的气候区内，植被由两极向 中生性的生境发展，最后达到中生性的单 元顶极，即区域性的植被单位－群系 b)群丛 ： 凡外貌、生态结构和种类成分均相似 的植物群落，即称为一个群丛（以优势种确 定群丛 ）。
第一节
群落的分类
3. 英美学派的群落分类
即群丛的地理变形，它具有群丛中 c)群丛相 ： 的多个优势种，但不具有群丛中的一切优 势种。
第一节
群落的分类
英美学派和中国群落分类的比较 英美学派分类系统 群系 群系型 群丛 群丛相 中国分类系统 植被型 植被型组 群系、植被亚型 群丛、亚群丛。
第一节
更为敏感,它是最有效的群落分类和环境指标
者,这些识别种包括特征种、区别种、恒有种。 c)区别种用以构建群落的等级分类系统,其基本 单位是群丛。
第一节
群落的分类
2. 法瑞学派的群落分类 ③ 分类原则： 植物区系。
09-10-群落的动态、分类与排序
4). 外界环境条件的变化
决定群落演替的根本原因存在于群落内部，群落之外的 环境因素是引起演替的重要条件。
土壤的理化性质的改变势必引起植物、土壤动物和微 生物的生活，导致土壤群落内部物种关系的重新调整。 气候决定着群落的外貌和群落的分布，也影响到群落 的结构和生产力，气候的变化是演替的诱发因素。 火可以造成大面积的次生裸地，是一个重要的诱发演 替的因子；火也可使耐火的种类更旺盛地发育，而使不耐 火的种类受到抑制，是群落发育的一种刺激因素。 地表形态(地貌)的改变会使水分、热量等生态因子重 新分配，转过来又影响到群落本身。大规模的地壳运动 (冰川、地震、火山活动等) ，可使地球表面的生物部分 或完全毁灭，从而使演替从头开始。小范围的地表形态变 化(如滑坡、洪水冲涮)也可以改造一个生物群落。
(5)人类的活动
人对生物群落演替的影响远远超过其他所有的自然因 子，因为人类社会活动通常是有意识、有目的地进行的，可 以对自然环境中的生态关系起着促进，抑制，改造和建设的 作用。 人可以放火烧山，砍伐森林、开垦土地等，使生物群落 改变面貌。 人可以经营，抚育森林，管理草原，治理沙漠，使群落 演替按照不同于自然发展的道路进行。 人甚至还可以建立人工群落，将演替的方向和速度臵于 人为控制之下。
群系：凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为 群系。例如，兴安落叶松群系，羊草群系 。 群丛：是植物群落分类的基本单位。凡是层片结构 相同，各层片的优势种或共优种相同的植物群落联 合为群丛 。 羊草+大针茅+黄囊苔草（Carex korshinskyi）; 草原和羊草+大针茅+柴胡（Bupleurum scorzoneri-folium）草原都是不同的群丛 。
有时某一层具共优种，这时用“+”相连。如 兴安落叶松－兴安杜鹃－红花鹿蹄草＋苔草
第3章 群落生态学
• 如：SDR2=（密度比+盖度比）/ 2×100 %
3. 2. 2 物种多样性
1. 多样性的定义 • 生物多样性 是指生物的多样化和变异性以
及物种生境的生态复杂性。
• 遗传多样性指地球上生物个体中所包含的 遗传信息之总和。
• 物种多样性是指地球上生物有机体的多样 化。
• 生态系统多样性涉及的是生物圈中生物群 落、生境与生态过程的多样化。
• 关联系数的数值变化范围是从-1到 +1。按 统计学的χ２检验法测定所求得关联系数的 显著性。
• 随着群落中种数的增加，种对的数目会 按 S(S-1)/2方式迅速增加。
• 为了说明各种对之间是否关联及它们之间 的关联程度，可利用相关系数绘制星系图 。
3. 3 生物群落的结构
• 3. 3. 1 群落的结构单元
• 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；二是种的均匀度，是指一个 群落或生境中全部物种个体数目的分配状 况。
群落所含的种数越多，群落的多样性就 越高；群落中各个种的相对密度越均匀 ， 群落的异质性程度就越大，群落的多样性 就越高。
2. 多样性的测定
(1) 丰富度指数 • 1）Gleason (1922) 指数： D = S / lnA
• (1) 优势种 (dominant species)：对群落的结构 和群落环境的形成有明显控制作用的物种。 建 群种 (edificator或 constructive species)：优势 层的优势种。
• (2) 亚优势种（subdominant species） • (3) 伴生种 (companion)
• 群落结构是指群落内的所有种类及其个体 在空间中的配置状况。所有生物在群落中 都各自占有一定的生存空间，它们构成了 群落的空间结构。
3. 2. 2 物种多样性
1. 多样性的定义 • 生物多样性 是指生物的多样化和变异性以
及物种生境的生态复杂性。
• 遗传多样性指地球上生物个体中所包含的 遗传信息之总和。
• 物种多样性是指地球上生物有机体的多样 化。
• 生态系统多样性涉及的是生物圈中生物群 落、生境与生态过程的多样化。
• 关联系数的数值变化范围是从-1到 +1。按 统计学的χ２检验法测定所求得关联系数的 显著性。
• 随着群落中种数的增加，种对的数目会 按 S(S-1)/2方式迅速增加。
• 为了说明各种对之间是否关联及它们之间 的关联程度，可利用相关系数绘制星系图 。
3. 3 生物群落的结构
• 3. 3. 1 群落的结构单元
• 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；二是种的均匀度，是指一个 群落或生境中全部物种个体数目的分配状 况。
群落所含的种数越多，群落的多样性就 越高；群落中各个种的相对密度越均匀 ， 群落的异质性程度就越大，群落的多样性 就越高。
2. 多样性的测定
(1) 丰富度指数 • 1）Gleason (1922) 指数： D = S / lnA
• (1) 优势种 (dominant species)：对群落的结构 和群落环境的形成有明显控制作用的物种。 建 群种 (edificator或 constructive species)：优势 层的优势种。
• (2) 亚优势种（subdominant species） • (3) 伴生种 (companion)
• 群落结构是指群落内的所有种类及其个体 在空间中的配置状况。所有生物在群落中 都各自占有一定的生存空间，它们构成了 群落的空间结构。
1生物群落分类 生物群落的排序
1生物群落分类生物群落的排序排序适于揭示群落的连续性，分类适于揭示群落的间断性。
2群落分类单位英美学派：优势种原则，群系最大法瑞学派：植物区系亲缘关系，其他因素北欧学派：基群丛为基本单位前苏联学派：群丛、群系、植被型，各单位间加辅助单位3布郎-布兰克(Braun-Blanquet J.)法国植物生态学家，法瑞学派的代表人物。
该学派的特点是在植物群落分析上强调区系成分，以特征种为群落生态和分类的依据。
其代表性的著作是《植物社会学》(1932).4克莱门茨(Clements F. F.)美国植物生态学家，首次提出生物群区(biome)，并将其作为生物群体的基本单位。
提出了植物群落演替学说，以及植物群落分布气候顶极(climatic climax)《植物演替和指示植物》(1928)、或单元顶极(mono climax) 理论。
专著有《植物的演替》(1916)、以及与Weaver合著的《植物生态学》(1925)等。
5苏卡却夫(Cykaчeb B. H.) 地植物学家。
于1942和1945年提出按照演替的主导因子而划分群落演替类型，如群落发生演替、内因生态发生演替、外因生态演替和地因生态演替等。
另一个重要贡献是提出了“生物地理群落”概念6考勒斯(Cowles)美国植物生态学家，在生态学由个体的观察向群体的研究方面进行了开拓的工作。
1899著《密执根湖沙丘植被的生态关系》，他提出了演替的理论，并且发展了顶极群落的思想。
7黑克尔(Haeckel E.) (1834-1919)德国动物学家，“生态学”词汇的创始人。
E. Odum 其给出基于生态系统为中心的“生态学”定义8洪堡德(Humboldt A.) (1769-1859) 德国植物地理学家。
收集了大量的植物标本与资料，回国后出版了26卷巨著。
1897发表《植物地理学知识》，对世界的植物分布做了理论上的阐述，创立了植物地理学。
9瓦尔明(Warming E.) (1845-1923) 德国植物生态学家，现代植物生态学奠基人之一。
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群系 建群种或共建种相同的植物群落的联合为 群系 群丛 层片结构相同，各层片的优势种或共优种 相同的植物群落联合为群丛源自第八章生物群落的分类与排序
对生物群落的认识可以通过2条途径 机体论认为群落是自然单位，它们有明显 的边界，与其他群落是间断、可分的，因 此可以像物种一样进行分类 个体论认为群落是连续的应该采用生境梯 度分析的方法即排序来研究群落变化
第一节 生物群落的分类 生物群落分类方法很多，主要介绍中国植 被群落分类 一、中国植被群落分类 植被型 凡建群种相同或相似，同时对水热条件的 生态关系一致的植被群落联合为植被型， 如针叶林、草地、荒漠等