群落种-多度曲线
不同海拔高程梯度下鄱阳湖典型草洲植物群落物种——多度分布格局的模型拟合
不同海拔高程梯度下鄱阳湖典型草洲植物群落物种——多度分布格局的模型拟合段后浪;赵安;姚忠【摘要】基于恒湖农场茶叶港草洲4个样带、19个样地(5m×5m)沿海拔高程(高高程-湖边、中高程-洲滩中间、低高程-洲滩边缘)调查得到的植被数据,用4种生态位模型拟合研究该区域不同海拔高程段植物种-多度分布格局.结果表明:(1)随着海拔高程下降,群落偶见种不断减少,且平均盖度均较低;常见种数目保持不变,其中优势种灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth)平均盖度、平均高度持续升高,在群落中保持较高的优势地位;(2)3个高程段内生态位优先占领模型对群落物种-多度分布格局有较高的拟合优度(P＜0.05,AIC值分别为-149.41、-61.11、-25.63),断棍模型、重叠生态位模型、优势优先模型总体上拟合效果较差(P＜ 0.05,但AIC值均较大).为研究区植物群落生物多样性的保护和构建机制的探索提供了一定参考.%Plants were surveyed in four sites using 19 quadrat plots (5 m × 5 m) at different elevations (high elevation-lakeside,medium elevation-center of marshland,edge of marshland) in the Chayegang marshland of Henghu farm,China.Four niche models were employed to simulate plant species-abundance distribution patterns along elevation gradients.Results showed that:(1) The number of occasional species declined gradually with decreasing elevation,with average coverage persistently becominglower;whereas,the number of common species remained unchanged and average coverage and height of the dominant species Carex cinerascens Kukenth steadily increased,thus occupying a more dominant position inthe community;(2) The species-abundance distribution patterns over thewhole high elevation,medium elevation,and low elevation areas were best fitted by the niche preemption model (P ＜ 0.05;AIC values were-149.41,-61.11,and-25.63,respectively);whereas,the broken stick model,overlapping niche model,and dominance preemption model showed poor fitting along the elevation gradient in general (P ＜ 0.05;AIC values were all larger).These results should provide useful information for the protection of biodiversity and exploration of the constructive mechanisms of plant communities.【期刊名称】《植物科学学报》【年(卷),期】2017(035)003【总页数】9页(P335-343)【关键词】生态位模型;高程梯度;物种-多度格局;恒湖农场茶叶港草洲【作者】段后浪;赵安;姚忠【作者单位】江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室,南昌330022;江西师范大学地理与环境学院,南昌330022;江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室,南昌330022;江西师范大学地理与环境学院,南昌330022;江西省科学院,南昌330096【正文语种】中文【中图分类】Q948.15物种-多度是指一定区域的群落内不同物种分布的数量，反映了一个物种占用资源的能力[1,2]。
第二章 群落的多样性
空间异质性
非生物环境的 空间异质性
异质性越高， 小生境越多， 共存物种数越多
生物空间异质性
六、群落的稳定性
生态系统的稳定性（stability）(生态平衡):生态系统通过 发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能 上、能量输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，平 衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定限度，生 态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。 生态系统稳定性包括了两个方面的含义 :一方面是系 统保持现行状态的能力 ,即抗干扰的能力（抵抗力 resistance）;另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾 向 ,即受扰后的恢复能力（恢复力resilience）。 生态系统稳定性机制：生态系统具有自我调节的能力， 维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制 论系统，因此，负反馈（negative feedback）调节在维 持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。
高度和高度比：某种植物高度占最高物种 的高度的百分比。 重量和相对重量：单位面积或容积内某一 物种的重量占全部物种重量的百分比。
2013-8-8
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二、群落的结构单元
优势度：表示一个种在群落中的地位和作 用。定义和计算方法不统一。 重要值：相对密度＋相对频度＋相对优势 度（相对基盖度）。 综合优势比：在密度比、盖度比、频度比、 高度比和重量比中取任意二项求其平均值， 再乘100％。
盖度：指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百 分比。分种盖度（分盖度）、层盖度（种组盖度）、总 盖度（群落盖度）
– 基盖度：植物基部的覆盖面积。 – 相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。 – 盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。
5、数量特征
频度：某个物种在调查范围内出现的频率。
种-面积曲线的绘制
姓名：洪俊班级：2013级生物基地学号：201300140030植物群落种-面积曲线的绘制一．实验目的1．学会统计一定面积内不同种群的数量1.初步认识群落种类组成、生活型类型与群落结构的关系。
二．实验原理种类组成是指一个群落内的植物成分，即乔木树种、灌木以及其他林下植物各有哪些种类，这是群落结构的主要特征之一。
表现面积是在一个最小地段内，对一个特定群落类型能够提供足够的环境空间或能保证展现出该群落类型的种类组成和结构的真实特征的群落面积或“能包括群落绝大多数种类，并表现出群落一般结构特征的最小面积”，也称为群落的最小面积。
不同的群落类型和环境条件下，群落的最小面积会有所差别。
附：常用方法巢式小区几何系统法图式Ⅰ的方式扩大，则是：1——第一次取样面积为2m×2m；1+2——第二次取样累计面积为2m×4m;1+2+3——第三次取样累计面积为4m×4m;1+2+3+4——第四次取样累计面积为4m×8m；其余类推。
按图式Ⅱ的方式扩大，则是：1——第一次取样面积为2m×2m； 1+2——第二次取样面积为4m×4m；1+2+3——第三次取样面积为8m×8m；其余类推三．实验器材皮尺，花杆，记录板，细绳四．实验步骤1.根据植物群落中的优势种、外貌特征和地形部位的变化选择典型调查地段。
2.因为再浇水所以不能用巢式法。
在距草坪边缘1m的地方拉一条绳，每隔1m一格，每人一格找出格子中除优势物种外的其他物种3.在不断地扩大累计取样面积的同时，应记载相应出现的新种名称、生活型和累计种数，记入“结果1”中4.以直角坐标系的X轴代表累计的取样面积，而以Y轴代表有小到大累计的取样面积上所发现的累计植物种数，绘制出种类-面积曲线（结果2）。
5.确定表现面积。
在最初一些取样次数的相应面积中累计的种类数会上升得较快，种类-面积曲线表现较陡。
随着取样次数的增加，累计的取样面积增大，则新出现的种类数逐渐减少，而重复出现的种类数逐渐增多。
生物群落多样性的测度方法讲解
当两个个体从无限大的群落中随机抽取时，得到多样性 测度为：
S
因此： D 1 (Pi)2 =也称Gini指数
i 1
• 种间相遇指数PIE (Hurlbert, 1917)
该指数表示不同物种的个体在随机活动情况下相遇 的概率，可证明PIE=D
2. Shannon-Wiener多样性指数
• Motomura 1932 首先应用几何级数(等比级数)拟合
E-总资源量；P-最重要物种占有资源的比例 • 适用于物种贫乏的环境或群落演替的早期阶段
Logarithmic series distribution
• Fisher 1943 鳞翅目昆虫的物种多度分布时应用
级数分布形式：f(x) = α Xn/n 为具n个个体的物种数目 求和得到： S= α[-ln (1-x)]
物种多样性指数
• 物种多度分布模型中的拟合参数可作为多样性 指标来描述群落的多样化程度
• 但是
某些理论分布的参数与样本大小无关，不宜做多样性指 数； 观察数据不能很好的与理论分布拟合； 某些群落在做多样性测度时尚不清楚其多度分布格局。
• 所以 产生了众多与分布格局独立的多样性测度方法。
物种多样性指数 (diversity index or biodiversity index)
• 物种多度分布(而非多度)——理论分布拟合 对数正态分布；几何级数分布； 对数级数分布；分割线段模型
Log normal model
• Preston1948 美国纽约某山谷鸟类群落分布：很稀疏的 种类似乎不多于富集的种类，最多的物种属于个体数量 中等状态的物种
S
log2N
Geometric Model -niche pre-emption model
生态学研究方法 6种的多度格局
生态第七章种的多度格局福建农林大学林学院2012-4-22种的多度格局1.第一节概述1.第一节概述2.第二节种的多度格局模型2.第二节种的多度格局模型概述在现代群落生态和种群生态学研究中，测定物种的多度是最基本的工作。
概述当一个群落中全部物种调查清楚后，就可以排成一个多度谱（spectrum of abundance），它反映了群落中物种间的多度关系，是群落结构的重要特点，一个群落中的多度格局1993研究物种的多度格局对理解群落的结构具有重要意义。
种的多度分布可以用多度分布表表示，也可以用曲线图表示。
该图叫做“种——多度”曲线(species—abundance curve)。
在多度格局分析中，最重要的是用数学的方法结合生态学意义建立1990图5.1诱虫灯捕获的蛾类集合中种的多度分布群落中物种的多度组成比例关系二、种多度格局研究进展多度格局研究的开创性工作是1932年Motomura （1932）提出了一个几何级数模型，当初他的意图是用于描述群落类型在组成上的特点，并且原文是用日文写成的，没有引起生态学者的注意。
直到生态位模型时，才重新提到他的工作。
1943model泛的应用，尤其对昆虫群落多度格局的研究，该模型中的系数了广泛的讨论。
Preston沿着Fisher等人的思路，提出了对数正态分布模型（log-normal model），后来Preston （1948）把其叫做“典范假设”，60-70年代，许多学者对该模型感兴趣。
该模型的数学原理和特点做了详细的论述，他认为该模型的生物学意义受到限制。
Gray果决定了该模型的数学特性，到基于群落的生物学特点，对该模型做了一些修改。
另一个统计模型是负二项分布模型（negative binomial distribution model），该模型被广泛用于描述种群的空间分布格局，但在种群多度格局中用得较少。
Pileou （1975应用作了详细的分析讨论。
群落构建的中性理论和生态位理论
向于认为, 在群落构建中生态位理论和中性理论并 非对立, 将生态位理论和中性理论整合可以更好地 理解群落构建的机理 (Tilman, 2004; Chase, 2005; Gravel et al., 2006; Leibold & McPeek, 2006)。 本文试图在简要回顾群落中性理论和生态位 理论发展的基础上, 梳理其最新研究进展, 并探讨 整合生态位理论和中性理论, 解释群落构建和多样 性维持的可能途径。
Biodiversity Science
群落构建的中性理论和生态位理论
牛克昌1* 刘怿宁1 沈泽昊1 何芳良2 方精云1
1 (北京大学城市与环境学院生态学系, 北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室, 北京 100871) 2 (Department of Renewable Resources, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada T6G 2H1)
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群落构建的生态位理论
关于群落多样性的形成和维持机理, 主要存在
两类不同的观点。一种观点认为, 在群落构建和多 样性维持中, 共存物种间的生态位分化等确定性因 素占主导地位; 而另一种观点则认为扩散和随机作 用是主要决定因子。关于群落构建的确定性和非确 定性因素, 达尔文在其巨著《物种起源》中早有所 提及。他认为看似偶然生长在一起的群落物种, 其 背后有着深刻的必然性。而对确定性因素和随机作 用在群落构建中的地位较为系统的讨论, 可以追溯 到20世纪初的群落超有机体论(super-organism concept) (Clements, 1916; Tansley, 1935) 和 个 体 论 (individualistic concept)(Gleason, 1926) 的争论。以 Clements为代表的群落有机体学派认为, 群落构建 是确定性过程, 群落之间有着可分辨的边界, 群落 在受干扰后能够逐渐演变到原来的状态, 即群落演 替; 在群落组分种的相互作用下, 演替是从一个方 向有规律地向另一个方向变化, 演替的最后阶段是 稳定的单元顶极(monoclimax)(Clements, 1916)或多 元顶极(polyclimax)(Tansley, 1935)。 对此, 以Gleason 为代表的群落个体学派提出了猛烈的批评, 他们认 为群落只是一些物种的随机组合, 群落之间并没有 明显的界限 , 群落结构变化也没有明确的方向性 , 各物种以其独特的方式响应着环境的时空变化。其 后, 岛屿生物地理学的出现、 群落构建规则的提出以 及群落中性理论的蓬勃发展, 将群落构建中确定性 作用和随机过程的相对重要性的讨论推向了高潮。 1.1 生态位和物种共存机制 早在1910年Johnson就率先提出了生态位概念。
数量生态学(第二版)第5章种多度格局
C y
C 为常数，而使得
((1-k)s-1≤y≤k)
(5.5)
k
f ( y)dy 1 (1k )s1
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在资源分配不均、某一种占有大部分资源量时，其多度分布符合该模型， 也就是说这个模型要求优势种有较强的优势，占全部个体数的大部分。
2. 分割线段模型(Broken stick model)
这是 MacArthur（1957）提出的模型，也是一种资源分配模型。同样假设有限 资源总计为 1，想象成单位长的一条棍，现在以随机设置的 S-1 个点，把棍分成 S 个部分，每一部分的长度表示一个种的“多度”（图 5.4 ）。
Tokeshi（1990, 1993）特别注重生态意义，强调了生态位模型的重要性，他详述 了生态位模型的发展。在他的研究中应用并比较了 7 个生态位模型，其中有些是他
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新提出来的。这 7 个模型是几何级数模型、生态位优先模型（niche preemption model ）、随机分割模型（random fraction model）、加权随机分割模型（weighted random fraction model ）、优势分解模型（dominance decay model ）和复合模型（composite model）。1993 年 Tokeshi 对各种模型的性质、特点以及与生态位、特种多样性的联 系作了详尽的论述，现在多数学者喜欢使用生态位模型，因为一个种在群落中的相 对多度，反映了其在资源利用、竞争能力、抗干扰能力等方面的综合特征，这些特 征多数在生态位占有上可以表现出来。
=d1+2d2+2d3+2y3……++ds-1+ys =d1+2d2+3d3+4d4+……+(s-1)ds-1+sys 因为分割点是随机设置的，上式中每一项是独立的（共 S 项），其期望值均
种-多度关系
种-多度关系是生态学中的概念，表示在一个特定生态系统中，不同物种的种群数量和多样性之间的关系。
种-多度关系描述了物种多样性与种群丰富度之间的模式和趋势。
种-多度关系可以采用不同的统计方法来描述和量化。
常用的方法包括物种-面积曲线（Species-Area Curve），物种丰富度指数（Species Richness Index）和Shannon-Wiener多样性指数等。
这些方法可以用来比较不同生态系统内的物种多样性，并从中推断生态系统的稳定性和生物多样性保护的需要。
在一般情况下，种-多度关系遵循以下趋势：
1. 种类相对较少的生态系统，如岛屿或者极端环境下的生态系统，种类丰富度较低。
2. 随着生境复杂程度和资源丰富度的增加，物种丰富度也会增加。
3. 在生态系统中，物种丰富度可能会在一定程度上达到饱和点，即物种数量不再随着生境的增加而增加。
4. 物种多样性与生态系统的稳定性密切相关，物种丰富度较高的生态系统通常具有更好的稳定性和抵抗外部干扰的能力。
需要注意的是，种-多度关系受到许多因素的影响，如生境条件、人为干扰、物种间的相互作用等，因此具体的关系在不同生态系统中可能存在差异。
此外，物种多样性的评估还需要考虑物种的功能和生态位的多样性，以全面了解生态系统的复杂性。
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群落种-多度曲线（Species-Area Curve，简称SAC）是描述生物群落中物种种数与面积关系的曲线。
在生态学研究中，它是一个非常重要的概念，用于研究和预测生物多样性的变化。
种-多度曲线通常可以用一个数学公式来表示：
S = c * A^z
其中：
S：物种种数，表示生物群落中物种的多少
A：面积，代表研究区域的面积大小
c和z：是常数，c通常表示种-多度曲线的初始值，z表示物种多样性随着面积增长的速度。
当研究区域面积增大时，物种种数S会随着面积的增长呈现出一个曲线关系。
这种关系可以帮助生态学家了解生物群落的结构、生境丧失对物种多样性的影响、以及为自然保护制定相应的策略。
种-多度曲线的应用包括：
1. 了解生物群落的结构：通过分析不同区域和生境下的种-多度曲线，可以得到生物群落结构和物种分布的信息。
2. 生境丧失影响评估：种-多度曲线可以用来预测生境丧失对物种多样性的影响，从而为自然资源管理提供依据。
3. 自然保护策略制定：根据物种-多度关系，可以为保护区规划、种群恢复等自然保护工作提供指导。
种-多度曲线作为生态学的一个重要工具，对于了解不同生境下的生物多样性以及推动生物多样性保护具有重要意义。