群落的组成与结构
微生物群落结构与组成

微生物群落结构与组成微生物群落是指生物体内和周围环境中所有微生物的总体,包括细菌、真菌、病毒等各种微生物,它们在整个生态系统中扮演着重要的角色。
微生物群落的结构和组成直接关系到生态系统的平衡和生物体的健康,并且对环境的污染以及疾病的发生都有着重要的影响。
一、微生物群落的结构微生物群落的结构包括微生物的组成、丰度、多样性、群落的稳定性和群落间的相互作用等方面。
微生物群落的组成主要由细菌、真菌、病毒、原生动物和古菌等组成。
其中,细菌是微生物群落中最为丰富和多样的一类,占据着微生物群落的主导地位。
真菌和病毒的数量相对较少,但它们在微生物群落中的作用也是至关重要的。
微生物群落的丰度指的是微生物的数量,通常用微生物密度来表征。
微生物群落的密度受到环境因素的影响,如温度、湿度、氧气、光照等因素。
不同的环境条件下,微生物群落的丰度也会有所不同。
微生物群落的多样性是指微生物的种类和数量的多样性,是微生物群落的一个重要特征。
微生物的多样性直接关系到微生物群落在生态系统中的作用和生物体的健康。
多样性较高的微生物群落往往能够更好地适应环境的变化,从而维持生态系统的平衡。
微生物群落的稳定性是指微生物群落对环境变化的响应程度和调节能力,是微生物群落健康的一个重要因素。
微生物群落的稳定性受到微生物的群落结构和环境因素的影响。
微生物群落间的相互作用是微生物群落形成和维持的关键因素之一,各种微生物之间存在着复杂的相互作用,从而形成微生物群落的稳定态。
二、微生物群落的组成微生物群落的组成对于生态系统的稳定和生物体的健康具有非常重要的影响。
微生物群落的组成与人类的健康、环境保护、农业等多个领域都有关。
微生物群落的组成可以通过对微生物的分类鉴定来实现。
细菌是微生物群落中最为丰富和多样的一类微生物,其种类和数量都非常之多。
细菌对于生态系统的平衡和生物体的健康都有着巨大的影响。
人体内的细菌群落与宿主的健康密切相关,包括肠道菌群、口腔菌群和皮肤菌群等。
群落生态学

1.1.2 群落的基本特征
1.具有一定的种类组成. 1.具有一定的种类组成. 具有一定的种类组成 2.群落中各物种之间是相互联系的 群落中各物种之间是相互联系的. 2.群落中各物种之间是相互联系的. 3.群落具有自己的内部环境 群落具有自己的内部环境. 3.群落具有自己的内部环境. 4.具有一定的结构 具有一定的结构. 4.具有一定的结构. 5.具有一定的动态特征 具有一定的动态特征. 5.具有一定的动态特征. 6.具有一定的分布范围 具有一定的分布范围. 6.具有一定的分布范围. 7.具有边界特征 具有边界特征. 7.具有边界特征. 8.群落中各物种不具有同等的群落学重要 8.群落中各物种不具有同等的群落学重要 性.
1.3.1 群落的结构单元
1. 生长型和生活型: 生长型和生活型: A.生长型 A.生长型 根据植物的可见结构分成的不同类 群. 植物许多形态特征都用于区分植物 的生长型. 的生长型.
陆生植物6 陆生植物6种主要的生长型
1,乔木: 乔木: 高度在3米以上.包括针叶树, 高度在3米以上.包括针叶树,阔叶 常绿树(叶中等大小),硬叶常绿 常绿树(叶中等大小),硬叶常绿 ), 树(叶小而坚韧),阔叶落叶树, 叶小而坚韧),阔叶落叶树, ),阔叶落叶树 多刺树和莲座树(如棕榈,树蕨, 多刺树和莲座树(如棕榈,树蕨, 铁树等). 铁树等).
理论根据
任何一个植物群落都要经历从先 锋阶段到顶极阶段的演替过程. 锋阶段到顶极阶段的演替过程. 这个演替过程,类似于一个有机 这个演替过程, 体的生活史. 体的生活史.
2,"个体论"学派认为: 个体论"学派认为 认为: 在连续环境下的群落组成是逐渐变 化的, 化的,因而不同群落类型只能是任 意认定的. 意认定的. 前苏联的Ramensky 美国的Gleason Ramensky, Gleason, 前苏联的Ramensky,美国的Gleason, Whittaker和法国的Lenoble等支持 和法国的Lenoble Whittaker和法国的Lenoble等支持 上述观点. 上述观点.
08-群落的组成与结构

热带雨林
海洋、荒漠植被
热带稀树大草原
北美
西伯利亚森林
苔原冻土
珊瑚礁Βιβλιοθήκη 南北坡植被比较新疆风光
(二)群落性质的两种对立观点
1.机体论学派(Organismic school)
美国生态学家克莱门茨(Clements ):将植物 群落比拟为一个生物有机体,看成是一个自然 单位。 群落像一个有机体一样,有诞生、生长、成熟 和死亡的不同发育阶段,而这些不同的发育阶 段,可以解释成一个有机体的不同发育时期。
V其数值变化 范围是从-1到+1。 然后按统计学 的x2-检验法测定 所求得关联系数 的显著性。
三、群落的结构
(一)群落的结构单元
1.生活型life form:是生物对外界环境适应的外部 表现形式。 对植物而言,其生活型是植物对于综合环境条件 的长期适应,而在外貌上反映出来的植物类型。 •分类 ①高位芽植物(Phanerophytes)
建群种只有1个,称“单建群种群落”或“单优种群落”。
≧2个同等重要的建群种,称“共建种群落”或“共优种群落”。
2.亚优势种subdominant species:指个体数量和作 用都次于优势种,但仍起着一定作用的植物种。
3.伴生种companion species:群落的常见种类,与 优势种相伴存在,但不起主要作用。
2.个体论学派(Individualistic school)
H. A. Gleason:将群落与有机体相比拟是欠妥 的。 原因:群落的存在依赖于特定的生境与不同物 种的组合,但是环境条件在空间与时间上都是 不断变化的,因此每群落都不具有明显的边界。 环境的连续变化使人们无法划分出一个个独立 的群落实体。 群落只是科学家为了研究方便,而抽象出来的 一个概念。
生物群落的组成与结构

•人类生态学 •生态经济学 •生态伦理学 •疾病生态学
地理物种形成学说
生物种数与岛屿面积成正相关; 生物种数与岛屿距离大陆或其他的生物源 地的远近成反比; 岛屿在生物种类组成上出现连续的种类流 通,但种类数量保持大致稳定。
不同类型岛屿的物种数
1 岛屿上的物种数不随时间变化; 2 平衡是一种动态平衡,即灭绝不断被新迁入的种所代替; 3 大岛屿比小岛屿能维持更多的物种数; 4. 随岛屿距离大陆的距离由近到远,平衡点的种数逐渐降低。
中度干扰理论
中度干扰理论():中等程度的干扰水平 能维持高多样性。
– 一次干扰后少数先锋种入侵缺口,如果干扰频 繁,先锋种不能发展到演替中期,因而多样性 低;
– 如果干扰间隔很长,演替过程能发展到顶极期, 竞争排斥他种入侵,多样性也不高;
– 只有中等干扰程度使多样性维持最高水平。
中度干扰理论图解
空间异质性与群落结构
非生物因子的 空间异质性
生物因子空间异质性
空间异质性越高, 小生境越多,
共存物种数越多
例如:如淡水水底基质的类型越多,水中的软体动物种类 数量就越多(非生物因子空间异质性)。
岛屿与群落结构
岛屿的物种数与面积关系:岛屿面积越大,物种 数越多—岛屿效应。
➢ S=cAz S-物种数,A-岛屿面积,z 物种数-面积回归的斜率、 c为单位面积物种数的常数。
→ 竞争 → 生态位分化
→ 共存,不同的争,竞争排斥 →排斥他 1
A 胜 A 胜
A、B共存
种进入—多样性低
竞争在形成群落结构上的作 用可通过在自然群落中进行
的 供 应 率 AB不
能共存
B胜 A
B胜 B
引种或去除试验,观察其它
群落生态学群落的组成与结构

苇莺
丘鹬
榛鸡
水生植物群落的成层性
主要与光照、 温度、食物和 溶氧量有关
– 挺水草本层、 飘浮草本层、 水面高草层、 沉水漂草层、 沉水矮草层、 水底层
漂浮动物 浮游动物、 游泳动物、 底栖动物、 附底动物、 底内动物
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三、 群落的水平结构
• 概念:群落中植物种类在水平方向上不均匀 配置,使群落表现出斑块相间的外形。
D=1-ΣPi2
– Shannon-Weiner指数
H =-ΣPilnPi
– Pielou均匀度指数:E=H/Hmax Hmax为群落可能的最大多样性指数:Hmax=LnS
39
0(0.00) 50(0.50) 1(0.01)
100(1.00) 50(0.50) 99(0.99)
多样性指数计算 ln2=0.69 ln0.01=-4.605
由于种群本身数量稀少的缘故
– 指示种、特征种
26
阔叶红松林混交林群落的物种(乔木层): 优势种:红松、紫椴 亚优势种:水曲柳、胡桃楸、黄波罗、榆 伴生种:槭、云冷杉 偶见种:落叶松、山杨
群落成员型的确定--种类组成的数量特征
• 多度 (abundance):物种个体数目的多少 • 密度 (density):物种在单位面积或空间上
D(61-80%)
E(81-100%)
• 重要值 (important value)
– IV=相对密度+相对频度+相对优势度/ 相对盖度
三、群落的物种多样性
生物多样性:生物中的多样化和变异性以及物种 生境的生态复杂性,包括植物、动物和微生物的 所有种及其组成的群和系统,包括遗传多样性、 物种多样性和生态系统多样性3个层次。
第八章 群落的组成与结构(共37张PPT)

〔2〕Shannon-Weaver多样性指数:
S
H' Pi*log2Pi
i1
H'为多样性指数; Pi是第i中的个体数与该样方总个数 之比值; S为样方种数。
香农—威纳指数包含两个因素:其一是种类数目;其二是 种类中个体分配上的均匀性。种类数目越多,多样性越大 ;同样,种类之间个体分配的均匀性增加,也会使多样性 提高。
又称生态交错区或生态过渡带,是两个 或一个生态功能单位。
1902年,瑞士学者C.Schroter 首次提出了群落生态学(synecology)的概念,他认为,群落生态学是研究群落与环境相互关系的科学。
空间异质性(spa或tial h多ete个roge群nei落ty):之群落间空(间或环境生中态各个地局部带性之质不间同的)的程度过。 渡区域。
香农—威纳指数包含两个因素:其一是种类数目;
P四i是、第群i落中组的•织个—体群—数影与落响该群样交落方错结总构个区的数因之是素比一值;个交叉地带或种群竞争的紧张地带。在这里,群 他认为任何一个落植物中群落种都的要经数历一目个从及先一锋阶些段到种相群对稳密定的度顶比级阶相段的邻演替群过落程。大。群落交错区种的数
基盖度是指植物基部的覆盖面积。对于草原群落,常以离地面1英寸 (2.54cm)高度的断面积计算;而对森林群落,那么以树木胸高 (1.3m处)断面积计算。基盖度也称真盖度。乔木的基盖度持称为 显著度。
〔3〕频度 频度〔frequency〕:是指群落中某种植物出现的样方数占整
个样方数的百分比。 Raunkiaer频度定律:
度〕 所以在一个复杂的群落中,植物生长、发育的异时性会很明显地反映在群落结构的变化上。
基础生态学第六章 群落的组成与结构

森林群落常以树木胸高(1.3m处)断面积计算。
(3)频度(frequency)
频度即某个物种在调查范围内出现的频率。常按包含该种个 体样方占全部样方数的百分比计算:。
频度=某物种出现样方数 / 样方总数 × 100%
通常将频度划分为5个等级:A级——频度为1%~20%;B级——频度为21~40%; C级——频度为41%~60%;D级——频度为61%——80%;E级——频度为81%~ 100%。 Raunkiaer的标准频度图解:
• (3)只有中等干扰程度使多样性维持最高水平,它允许更多的物 种入侵和定居。
中度干扰假说是在研究潮间带群落的基础上首次提出的。
(2). 群落交错区的特点
•生物多样性较高的区域
•生态环境抗干扰能力弱,对外力的阻抗相对较低 •生态环境的变化速度快,空间迁移能力强
edge effect and ecotone
(3) 群落交错区
群落之间的过渡地带,相邻生物群落的生态张 力地区。森林与非森林群落的交错地带为森林线; 还有乔木线,单株树木都不能生存的地带。
中度干扰假说 4.3 空间异质性与群落结构
4.4 岛屿与群落结构
4.1 生物因素
1 竞争对生物群落结构的影响 由于竞争导致生态位的分化,因此,竞争在生物群落结构
的形成中扮演着重要的作用。 群落中的种间竞争出现在生态位比较接近的种类之间。
同资源种团(guild)是指群落中以同一方式利用共同资源的物种集团。 同资源种团内的种间竞争十分激烈,它们占有同一功能地位,是等价种。 如果一个种由于某种原因从群落中消失,别的种就可能取而代之。
第六章 群落的组成与结构
群落的组成与结构

时间
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,物种多样性会降低
决定多样性梯度的因素
进化时间学说 热带群落比较古老,进化时间长,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,群落有足够的时间发展 到高多样化的程度,所以多样性较高;相反,温带和极地群 落从地质上讲比较年轻,遭受灾难性气候比较多,所以多样 性较低
决定多样性梯度的因素
竞争学说 在物理环境严酷的地区,如极地和温带,自然选择主要受 物理因素控制,但在气候稳定而温和的热带地区,生物之 间的竞争成为进化和生态位分化的主要动力,由于生态位 分化,热带动植物要求的生境条件往往很狭隘,其食性也 较特化,物种之间的生态位重叠较多 生产力学说 如果其他条件相等,群落的生产力越高,生产的食物越多,
不具有明显的边界 环境的变化使人们无法划分出一个个独立的群落实体, 群落只是科学家为了研究方便而抽象出来的一个概念 代表人物:H.A.Gleason
现代生态学对群落的认识
多数群落生态学家持机体论观点 但一些近代的群落生态学研究,采用梯度分析和排序的
方法证明群落并不是一个个分离、有明显边界的实体,
2 i 1 2
2
D2 1 Pi 1 (50 / 100) 2 (50 / 100) 2 0.5000
2 i 1
H1 Pi log 2 Pi (0.99 log 2 0.99 0.01 log 2 0.01) 0.081
i 1 2
第三部分 群落生态学
一、群落的组成与结构 二、群落的动态
三、群落的分类与排序
第八章 群落的组成与结构
一、群落的概念 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 生物群落 植物群落+动物群落+微生物群落 群落生态学(synecology)
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1.2.8 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。
2.1 最小面积
概念:反映组成群落的大多数物种(95%)的面积 组成群落的物种越丰富,群落的最小面积越大
✓热带雨林,50×50㎡ ✓常绿阔叶林,20×20㎡ ✓针叶林及落叶林,10×10㎡ ✓灌丛, 5×5 或 10×10㎡ ✓草地, 1×1 或 2×2㎡
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.2.7 具有边界特征 在自然条件下,有些群落具有明显的边界,可以清楚 地加以区分;有的则不具有明显边界,而处于连续变 化中。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,如地势变化较陡的山地垂直,断崖上 下的植被;后者如陆地环境和水生环境的交界处如池 塘、湖泊、岛屿等。
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.2 群落的基本特征
1.2.1具有一定的种类组成 每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成 的,种类组成是区别不同群落的首要特征。一个群落 中种类成分的多少及每种个体的数量,是度量群落多 样性的基础。
—Department of Environmental Sc.3 群落具有自己的内部环境 群落与其环境密不可分。任何一个群落在形成过程 中,生物不仅对环境具有适应作用,而且同时生物对 环境也具有改造作用。 1.2.4 具有一定的结构 每一个生物群落具有自己的结构,其结构表现在空间 上的成层性、物种之间的营养结构和时间上的季相变 化。
—Department of Environmental Science and Engineering—
2、群落的种类组成
最小面积 种类组成性质分析 种类组成的数量特征 物种多样性 物种多样性的时空变化规律 物种多样性空间变化学说
—Department of Environmental Science and Engineering—
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.2.2 群落中各物种之间相互联系 生物群落并非种群的简单集合。能够组合在一起构 成群落的种群具备两个先决条件:第一,必须共同适 应它们所处的无机环境;第二,它们内部的相互关系 必须取得协调、平衡。
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.3 对群落性质的两种对立观点
1.3.1 机体论学派
群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位,是 有生命的系统 群落演替的定向特征相当于生物的生活史或生物的 发育,具有机体特征
➢群落都要经历从先锋阶段到顶级阶段的演替过 程 ➢顶级群落受破坏后重复演替过程达到顶级群落 阶段 代表人物:美国生态学家Clements
1、生物群落的概念
1.1 群落的概念
1.1.1 对群落 (community)概念的不同认识 Alexander Humboldt:特定的外貌,对生境因素的 综合反应 E. Warming:一定的种组成的天然群聚 俄国学派:有机体的特定组合,有机体之间及其与 环境之间相互影响 W. E. Shelford:具有一致的种类组成且外貌一致 的生物据集体 E. P. Odum:种类外貌一致、具有一定的营养结构、 代谢格局、结构单元、生命部分
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.1.2 一般概念 在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。 注意: (1)在这个定义中,首先强调了时间的概念,其次是空 间的概念,即相同的地段; (2)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以及种群与环境的相互作用、相 互制约而形成的。
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.3.2 个体论学派
群落不是自然单位,而是自然界中在空间和时间连 续变化系列中的一个区段 因为在连续变化的环境下的群落组成是逐渐变化的, 群落间没有明显的边界
➢群落和物种的关系不是有集体和组织器官的关 系 ➢群落的发育过程是物种的更替和种群数量消长 过程 ➢和有机体不同,群落不可能在不同生境下保持 繁殖的一致性 ➢同一群落类型之间无遗传上的联系 —代D表epa人rtm物en:tHo.fAE.nGvlireoansmoenntal Science and Engineering—
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.2.5 具有一定的动态特征 任何一个生物群落都有它的发生、发展、成熟和衰败 与灭亡阶段。 1.2.6 具有一定的分布范围 任一群落都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。无论从全球范围看还是从区 域角度讲,不同生物群落都是按着一定的规律分布。
1.3.3 现代生态学对群落的认识 群落存既在着连续性的一面,也有间断性的一面 如果采取生境梯度的分析的方法,即排序的方法来 研究连续群落变化,在不少情况下,表明群落并不是 分离的、有明显边界的实体,而是在空间和时间上连 续的一个系列 如果排序的结果构成若干点集的话,则可达到群落 分类的目的;如果分类允许重叠的话,则又可反映群 落的连续性 群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥, 关键在于研究者看待问题的角度和尺度