09.第八章 森林群落
第九章群落第一节群落的基本特征一、群落的概念1．生物群落森林群落：在一定地段的自然条件下，所有植物、动物和微生物等形成的一个有规律的组合叫生物群落。
那么，森林就是一定地段上，以树木和其它木本植物为主体，并包括该地段上所有植物、动物、微生物等生物成分，所形成的一个有规律的组合，我们称其为森林群落。
可见森林的概念不仅包括树木、灌木和草本，而且包括生活在森林中的动物、微生物，甚至包括林下的土壤和林内的环境。
群落不是杂乱无章的，群落是生物种群的有机组合，而且在相似的条件下就会有相应的群落的出现，那么是什么力量使得这些生物种群组合在一起呢？在这里，我们认为是生物之间的相互作用，这种作用是生物群落得以维持的动力机制。
在有关进化的章节中我们介绍过，导致生物进化的机制是自然选择，或者说自然选择给生物的进化提供了动力。
我们也相信，任何一个生物类群或者生物群落的有规律的组合都是有根据的，这种根据有的是外部的，有的是内在的，生物群落的维持机制是组成该群落各个种群之间的相互作用。
这些作用既包括正相互作用，也包括负相互作用，没有这些复杂的相互作用机制，就谈不上一个确定的生物群落的形成。
2. 群落的结构在中学阶段，学物理，学化学时必然学到分子、原子。
学习方法是，先研究它的结构，知道分子是什么，由什么组成的，即分子结构；然后研究它的性质，即分子运动等。
所谓结构，就是任何一个系统的具体构成形式, 而系统则是指任何一个事物的全局。
结构与系统是两个含义不同而又相互关联的概念。
系统指的是一系列相互有关的单元，为达到某一特定的目的而构成的完整综合体。
而结构则是系统内部各单元的排列组合方式，它是系统的性质与数量的集中表现。
只有依靠结构，才就能把孤立的诸单元变为一个系统，只有以结构为中介，单元的属性与功能才能变成系统的属性与功能，如果系统没有一定形式的结构，那么，系统不但不能发挥其效能，而且连系统本身也便不复存在了。
结构这一范畴日益受到多门学科的重视，例如结构力学是以宏观机械运动形式的力学结构为对象的一门学问，化学研究物质结构，探讨分子、原子、质子的特性；地质学研究地质结构；社会学研究社会结构，经济学研究经济结构；计算机----。
森林的功能：（1）陆地上最重要的生物生产基地；（2）大气环境平衡的保障：（3）巨大的生物基因库；（4）陆地环境保护和农业安全；（5）人类起源和人类安全）。
3. 群落的基本特征群落具有某些基本特征，归纳起来共有如下5个方面：（1）群落具有一定的外貌一个森林群落中的乔木、灌木和草本等植物个体，分别处于群落的不同高度，并具有不同的密度，从而决定了群落的外部形态。
在群落中，通常由其生长类型决定高级分类单位的特征，如森林、灌丛或草原等。
在有些情况下，也根据森林中优势树种的特性，如针叶或阔叶、常绿或落叶、多年生或当年生等来确定森林群落的类型。
（2）群落具有一定的种类组成群落是分布在同一地区的所有生物种群的集合，群落内具有一定的种类组成，种类组成的不同和变化是确定森林群落的重要依据。
从理论上说，森林群落必然有其一定的种类成分，优势乔木树种常常与一定的灌木和草本共同出现，相应地可能还与一定的动物相伴，比如，我国北方阔叶红松林，红松林下常常出现榛子、绣线菊、苔草和舞鹤草等，同时松鼠也必然是这个群落不可缺少的生物类群。
这就是群落组成上的确定性和识别群落类型的重要指标。
（3）具有一定的结构然而，群落内各类生物种群的分布不是杂乱无章的，它们是按着一定的排列组合从水平到垂直都具有一定的规律性，各个生物组成成分相互之间以一定的结构相互联系。
森林群落的结构就更为明显，因为高大的树木和林下的各种灌木草本等常常形成稳定而复杂的结构。
群落中的各种生物成分，通过结构密切联系和相互作用。
（4）具有一定的动态特征由于所处的生长发育阶段不同，周围的环境条件不同和历史发展时期不同，每个森林群落都具有一定的动态特征，或向一个固定的方向演化，或缓慢的衰退，或维持一定范围的稳定。
总之群落是一个动态的体系，这是自然选择的结果，是适应周围环境的需要。
（5）具有一定的分布森林群落的自然分布范围都具有一定的局限性，只能在某一些地理范围内分布，同时还应该指出，在一定的地理范围内，也必然有相应的森林群落的出现。
群落是地理环境和历史发展综合作用的集中表现，森林更是一种地理现象。
分布的确定性说明了森林群落的产生必然性及其与对新环境影响和适应范围。
二、群落的种类组成1．的植物种类（1）种类组成通过成倍增加样方的面积，记载新种的数量来确定，具体见下表：①种-面积曲线②各种植被或群落类型的最小面积表现面积：能够包括绝大多数的植物种类和表现出该群落一般结构特征的最小面积。
（2）种的确限度确限度是指一个种局限于某一类植物群落的程度。
是法瑞学派的一个分类指标：确限度5：确限种或专有种，只见于某一群落中；确限度4：偏宜种，常见于一个群落，但是其它群落中也有；确限度3：适宜种，若干群落中均有，但只有一个群落中长的最好；确限度2：随遇种，随便那个群落中都长得较好；确限度1：偶见种，原来群落残留种或是其他群落的侵移种。
其中，确限度5-3属于特征种，在群路分类中起到识别类型的作用，所以就特别值得关注。
2．群落的种类数量3．1 多度和密度；3．2连续样方法；3．3间断样方法；3．4样线法；3．5点法：覆盖度（%）= 钎子碰到植物A（至少一次）的钎子数/钎子总数x 100；3．6距离（无样地）法图1 无样地调查方法图示①最近个体法（Nearest Individual Method）在林分。
首先确定随机点，并以每一个随机点为中心，记录距离该随机点最近一棵树的距离，胸径或树高。
注意每一个随机点只测定一棵树，所有树木的所有距离加和，得出平均距离，那么每公顷的密度就如下公式：10 000密度(株/hm2)=-———————————————2（平均距离，单位是平方米）2其中2是参数。
碰到种A的数量种A的相对密度= ————————————x 所有树木的总密度碰到的全部树木的数量②点四分方法(Point-Centered Quarter Method)在欲调查的群落中布置若干随机点，并加以标记，这些点可随机布置在整个群落中或采取机械布点的办法。
用罗盘仪把围绕各个点的面积分为四个等分或四个象限，于四个象限内找到离中心随机点（也称象限点）最近的个体，记载该个体的树种、胸高直径和点树间的距离。
每个象限只测一株，因而每个样点共测4株。
10 000密度(株/hm2)=-———————————————（平均距离，单位是平方米）2碰到种A的数量种A的相对密度= ————————————x 所有树木的总密度碰到的全部树木的数量③最近邻居法(Nearest Neighbour Method)首先确定随机点和离随机点最近的植物，然后找到距离这个植物最临近的另外一株植物，量测这2株植物的距离，密度计算方法与上述相同，只不过参数不是2，而是1.67。
④随机对法此法也要求在抽样地段内布设若干随机点（方法同点-四分法），在每个点附近找到最靠近于该点的植株，即为第一株树，将点与第一株树连成一条直线，再通过随机点做一条该连线的垂线，然后在垂线与第一株树相反的方向上找到距离第一株树最近的第二株树。
记载该两株树的树种，树高，生长状况，覆盖面积以及两株树间的距离。
密度计算方法同上，不过就是参数改成0.8。
密度(株/hm2)= 10 000/（点-树间距离平均值（m）23．7标准地法（1）标准地调查的目的：在线路调查的基础上，进一步地了解有关森林群落的结构和动态特征，为科学研究和生产经营服务，而进行的必要调查工作。
（2） 标准地的选择和确定：代表性、原始性、典型性、无干扰、无严重病虫害和火烧痕迹，面积500-1 000平方米。
（3） 标准地调查的内容及方法：地形、地貌、地质条件、温湿度、小气候、死地被物、土壤、立木因子（树高、胸径、面积、蓄积、结构、动态、生长、发育）（4） 更新调查： （5） 下木调查 （6） 草本调查（7） 活地被物调查：包括苔藓和地衣等（8） 外部因子的调查：或少、放牧、采伐、开垦、农田等 （9） 重要值得调查（10） 计算林特征指标：平均胸径、平均树高、蓄积等。
4． 优势度优势度表示某一种在群落中的下列性质： ① 地上部分所覆盖的面积---郁闭度；② 地上部分所占的体积---树种组成（如用断面积表示）； ③ 地上部分的重量---生物量。
测量方法：量测某种树冠的投影面积占全林总面积比例；另一种方法是量测某种的胸茎（地茎）总面积占全林所有树木胸茎（地茎）的总面积。
郁闭度：是树冠垂直投影面积与林地面积之比，用十分数表示。
5． 频度某种植物在群落中分布均匀程度称为频度 6． 重要值三、群落种类组成的的表述1． 密度计算方法（1） 2⨯=平均点树距离平均株间距离 （2） 22)(210000)(10000)/(平均点树距离平均株间距离公顷株所有种的总密度⨯==（3） 一个种的相对密度（）一个种的个体数所有种的总个体数%=⨯100（4） 一个种的密度（株公顷）所有种的总密度一个种的相对密度/=⨯（5） 相对显著度（）某一树种的胸高断面积和所有树种的总胸高断面积%=⨯100（6） 频度（）一个种出现的点数样点总数%=⨯100（7） 100%⨯=所有种的频度值和一个种的频度值）相对频度（（8）重要值相对密度相对显著度相对频度=++3（9） 调查面积平均株间距离调查点数()()m 224=⨯⨯ （10） 胸高断面积全部胸高断面积和调查面积()m 210000=⨯（11） 胸高直径全部胸高断面积和调查点数()cm =⨯⨯44π（12） 10000)(3⨯=调查面积全部材积和林分蓄积m2．重要值计算设样方为i （i=1,2,…,25），每个样方出现的植物种为j （j=1,2,…,m ），《表11 下木（灌木、幼树、藤本）重要值计算表》和《表12 草本植物重要值计算表》中的数值分别由下式计算： （1） 株数j iji n==∑125（2） 样方面积和=4×25=100（3） 密度株数样方面积和j j =⨯/10000 （4） 相对密度密度密度j jjj m=⨯=∑1100（5） 盖度和盖度j ijij i n =⨯=∑125（6） 相对盖度盖度和盖度和j jjj m=⨯=∑1100（7） 频度出现样方数j j=⨯25100 （8） 相对频度频度频度j jjj m=⨯=∑1100（9） 重要值相对密度相对盖度相对频度j j j j=++33． 群落的多样性指数 3．1 调查方法① Sinpson 多样性指数式中λ是总体优势度的度量，λ值大总体中有的种占优势，λ值小则说明总体中的每个种个体数比较均匀。
第08章 群落组成与结构2012
稀树草原群落
内蒙呼盟针茅草原
长白山针阔叶混交林
高山冻原 （青海湖畔退化的高山草甸）
百米顶层望天树 西双版纳热带雨林 支持高大乔木的板状根
（二）生物群落的基本特征
具有一定的种类组成 群落中各物种之间相互联系
基于在一个无限大小的群落中，随机抽取两个个体，它们属于同 一物种的概率是多少这样的假设而推导出来
辛普森多样性指数 = 随机取样的两个个体属于不同种概率 = 1-随机取样的两个个体属于同种的概率
假设种i的个体数占群落中总个体的比例为Pi，那么，随机取种i两个个 体的联合概率就为Pi2。将群落中全部种的概率合起来，即得到辛普森 指数
-0.322
3
5
0.20 -1.609
-0.322
4
5
0.20 -1.609
-0.322
5
5
0.20 -1.609
-0.322
Total 25 1.00
-1.610
H=-∑PilogePi=1.610 E= H／Hmax＝1.610/3.219=0.500
（四）物种多样性在空间上的变化规律
1.多样性随纬度的变化 从热带到两极，随纬度的增加，多样性有减少的趋势
在一个种类分布比较均匀一致的群落中，属于A级频度的种类占大多数， B、C和D级频度的种类较少，E级频度的植物是群落中的优势种和建群种， 其数目也较多，所以占有的比例也较高。
%
60
53
50
40
30
20
14
9
10
0
A
B
C
16 8
D
E
3 森林与森林群落 讲义
森林与森林群落1.什么是植物群落？什么是森林群落？森林群落有何生态学特征？植物群落是在特定空间或特定生境下，具有一定的植物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定的功能的植物集合体。
森林群落就是具有一定树木种类组成的植物群落。
森林群落的特征：具有一定的种类组成；具有一定的结构和外貌；具有特定的群落环境；具有一定的动态变化规律；具有相应的地理分布范围（地带性、非地带性）。
2 根据植物种在群落中的地位以及数量特征植物种可以分为哪几类？（1）优势种：对群落的结构与群落环境的形成具有明显控制作用的物种。
优势种通常是：个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力强，优势度较大的物种。
一般说来，优势种在与其环境及其它种类的关系中达到了生态上的高度成功，决定了群落内较大范围的生境条件，而这种条件是与之相结合的其它植物种类生长所必需的。
群落不同层次可以有各自不同的优势种，可资以大致区别出群落类型。
建群种：群落中优势层中的优势种。
如森林乔木层中的优势种。
根据群落中优势种或建群种的数目，可将群落分为如下两类：单优种群落或单建群种群落：群落中的优势种或建群种只有一个，林学中称为纯林。
多优种群落或共建群种群落：具有两个或两个以上的优势种或建群种。
林学中称混交林。
一般地，若群落中某一优势种的数量占总种类数的85%时可认为是纯林，若群落中数量最多的优势种其数量不超过总种类数的85%时可认为是混交林。
热带森林几乎全是共建种群落，而温带森林和草原，则多是单优种群落。
（2）亚优势种：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。
它们常居于群落下层。
（3）伴生种：群落中的某些常见种类，它们与优势种相伴生长，但不起主要作用。
伴生种在一些群落中出现，而在另一些群落中可能不出现。
（4）偶见种或罕见种：在群落中出现频率很低的种类，多半数量稀少。
第8章群落的组成与结构ppt课件
• 群落的物种多样性
17
Species-rich sonoran desert landscape
18
Species diversity
• 物种多样性的含义
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 or equitability)： 指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配 状况
第八章 群落的组成与结构
8.1 群落生态学(Synecology) 8.2 生物群落的概念 8.3 群落的种类组成 8.4 群落的结构 8.5 群落组织—影响群落结构的因素
1
1.群落生态学(Synecology)
1.1 研究内容
群落(community)的组成、结构 群落的发展变化及其与环境的关系
指示种(indicator species) 特征种(characteristic species)
12
Sonoran desert landscape dominated by the creosote bush 13
种类组成的数量特征
• 多度与密度 多度 (abundance) 密度 (density)，相对密度(relative density)，密
多样性指数计算
Simpson指数：
DA=0 DB=1-[(50/100)2+(50/100)2]=0.5000 D[(9c=91/1-Σ0P0)i22=+1(1-Σ/1(0N0i/)N2])=2=01.0-198
Shannon-Wiener指数：
HA=0 HB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)=0.69 H(0C.9=9-Σ×Nlin/N0.l9n9N+0i/.N0=1×- ln0.01)=0.056
8植物群落结构
潜在使用价值
大量野生生物的使用价值目前还不清楚。但是可以 肯定，它们具有巨大的潜在使用价值。 如果一种生物灭绝了，它的各种潜在使用价值也就 不复存在了，应当珍惜和保护它们。 广泛分布于广东各地山林中 的三叉苦，过去一直被人们砍 来作柴烧，使用价值很低。80 年代科学家以它为主要原料生 产出三九胃泰及999感冒灵等 药品，使得三叉苦的身价一下 子上升了几百倍。
第八章 植物群落结构
§1 植物群落及其种类组成
§2 生物多样性 §3 植物群落结构
教 学
了解生物多样性，掌握群落的结构。
要
求
教
学 重点：植物群落的组成和结构
重 难点：生物群落的机体论和个体论
点
§1 植物群落及其种类组成
一、植物群落的概念及特征 （一）什么是植物群落（community) 在特定空间或生境下，具有一定植物种类组成及其与环境之间彼 此影响、相互作用，具有一定外貌和结构，具有特定功能的植物 集合体
鹅掌秋大叶木兰扬子鳄鹅掌秋大叶木兰扬子鳄第三经济物种丰富板栗油桐枣树第四生态系统多样森林生态系统草原生态系统荒漠生态系统沼泽生态系统湖泊生态系统海洋生态系统我国已经灭绝的野生动物有已经灭绝的野生植物是野马新疆虎处于濒临灭绝状态的是大熊猫金丝猴野骆驼银杉珙桐人参人为因素是主要原因森林超量砍伐开垦草原围湖造田草原过度放牧滥捕乱猎工业三废生活污水化肥农药重金属缺少天敌威胁原有物种生存一群落的结构要素一生活型lifeform概念
5.具有一定的动态特征：包括群落外貌、组成、结构、环
境等的季节动态、年际波动、中等时间尺度的演替和大 时间尺度的演化
6.具有一定的分布范围：不同群落都是按照一定的规律分
第八章 植物群落
二、森林植物群落的结构Structure of forest community （一）水平结构Horizontal structure ：指群落在水平方向上配置状况 或水平格局，生物种群在水平方向呈镶嵌型结构 Mosaic structure， 也称二维结构，镶嵌型结构：片状分布或斑块状分布（集群分布决 定）。 （二）重直结构 Vertical structure：森林植物的层性 stratification of forest： （1）乔木层Arbor layer：具有大的多年生木质树干，高3m以上。 （2） 灌木层Shrubs layer（下木层）3m以下，多从地面即分支。 （3）草本层Herbaceous layer：不具有多年生地上茎。 （4）苔藓层Moss layer：由苔藓、地衣Lichen等非维管束植物构成。 另外尚有特殊层，即层外植物 Outer-layered plants：包括一些生 长 于 其 他 植 物 之 上 的 附 生 植 物 Additional plants 或 寄 生 植 物 Parasitism 以及一些藤本或攀援植物。 年龄影响：将处于幼年阶段的乔木层个体统称为更新层Regenerated layer。
第八章 植物群落（群落生态学） Plant community/ Synecology
植物群落（群落生态学）Plant community/Synecology
一、概念Concepts 生物群落 Community：生活在一个环境中并且彼此起着相互作用的植 物，动物，细菌，真菌的群聚，形成是有一定的组成，结构，环境关系 的生命系统。Interacting collection of species found in a common environment or habitat
森林生态学复习资料
第一章绪论1.什么是生态学？生态学是研究生物与环境之间相互关系的科学2.什么是森林？我国林业部门提出的森林定义为：面积大于或等于0.667hm2的土地、高度可以达到2m或以上、郁闭度等于或大于0.2，以树木为主体的生物群落；包括达到以上标准的竹林、天然林或人工幼林，两行以上、行距小于或等于4m或树冠幅度等于或大于10m的林带以及特定的灌木林3.什么是森林生态学？森林生态学具体指研究以乔木和其他木本植物为主体的森林群落与环境之间关系的科学第二章森林环境1.什么是环境？环境是指某一特定生物个体或生物群体周围的空间，以及直接或间接影响该生物个体或生物群体生存的一切事物的总和2.什么是生态因子，如何分类？是指对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
分类：（1）根据生态因子的性质、特征及作用方式。
分为气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、火因子、人为因子（2）根据生态因子的稳定性。
分为稳定因子和变动因子。
根据有机体对生态因子的反应和适应性特点，将变动生态因子分为三类：第一周期性因子、次生性周期性因子、非周期性因子3.生态因子的作用规律有哪些？（1）生态因子的综合作用：森林环境中各生态因子都不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约的，任何一个生态因子的变化，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。
一个生态因子对生物不论有多么重要，它的作用只能在与其他因子的配合下才能表现出来。
（2）生态因子中的主导因子：诸多生态因子对生物的作用并非是等价的，总有一个对生物起决定性作用的生态因子，称为主导因子。
主导因子发生变化会引起其他因子相应发生变化。
（3）生态因子的直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的。
（4）生态因子的阶段性作用：生物在生长发育不同阶段对生态因子的需求不同，因此，生态因子对生物的作用也具有阶段性。
（5）生态因子的不可代替性和补偿作用：生态因子的作用虽然不尽相同，但对生物来说都是不可缺少的，一个因子缺失会造成生物的死亡，这是生态因子的不可代替性。
森林生态学复习范围
第一章绪论1、什么是生态学？生态学的主要研究对象？采用哪些研究方法开展生态学研究？2、森林具有哪些特点？什么是森林生态系统功能？（森林三大效应）请举例说明森林生态系统的三大效应。
4、什么是森林生态学？森林生态学包括了哪些主要的研究内容？第二章森林生物与森林环境一、名词解释生态因子、限制因子、李比希最小因子定律、趋同适应、趋异适应二、问答题1、根据生态因子的性质、特征及作用方式，在森林生态学中通常将生态因子归纳为哪些？2、谈谈你对生态因子作用一般特点的理解。
（举例说明你是如何理解生态因子的作用规律？）3、你是如何理解生物对生态因子的耐受曲线图？4、谈谈你对生态幅的理解。
（概念、生物对生态因子的耐受曲线生态幅具有哪些特点）5、生物对环境适应的哪些适应类型？（主要有形态结构的适应、行为适应、生理适应和营养适应四大方面）第三章森林能量环境一、名词解释光补偿点光饱合点、树种的耐荫性、地形逆温现象 Bergman定律（贝格曼定律）阿伦定律(Allen定律)二、问答题1、光照强度的变化特征？阳性树种（列出3个）、耐荫树种（列出3个）、2、森林中从林冠到林地光因子是如何变化的？（光强、光质、光照时间）3、光强对植物形态的影响表现在哪几方面？4、请谈谈“光”对生物的生态作用及生物对“光”的适应。
5、请你根据光强对森林植物的作用解释林下苗木致死的原因？6、从光质角度分析不同波长范围的光具有哪些生态作用？7、为什么森林的光环境具有高度异质性？森林内的光强、光质是如何变化的？8、森林群落内温度如何变化（变化特点）？为何会产生变化？9、植物如何适应高温变化？（适应高温有哪些对策？）10、你是如何理解温度对植物的生态作用？（节律性与非节律性）三、判断分析题；1.在热带与亚热带山地，不宜在山地下部和谷地种植，否则易受冻害。
2.一般说来，生活在低纬度温暖地区的植物的最高温度偏高，而生长在高纬度寒冷地区的植物的最低温度偏低。
3.南种北移易受早霜（秋霜）的危害。