生物群落的分类

（）信息系数
p
I N qi loga qi i1
可取和，对应单位分别为，和。为概率。
二元数据
样方 种
种在样方中的信息量：
Ii
(A)
n(ai n
lnai n
nai n
lnnai n
)
ai(lnnlnai)(nai)[lnnln(nai)]
nlnnai lnai (nai)ln(nai)
同理可按其他种分别计算信息减量，结果列出下表：
第一次分划预算表 总信息量 临界种 ()组样方号 ()组样方号 ()
()
Δ()
△()最大，故种是临界种，第二次将个样方分成(Ⅵ){}和（） ＝ {}两个组。
由于(Ⅵ)>（）＝ ，故应分化组(Ⅵ) 。 第二次分划预算表 总信息量
临界种 ()组样方号 ()组样方号 ()
③ 假若中有两个以上的样方，
样方
如＝，即要想计算( )，则有： 种
＝ ＝；
＝ ＝；
＝ ＝；
＝ ＝；
＝ ＝；
＝ ＝。
于是有：
I(AB)I(1234) 64ln44ln443ln32ln2 1.1 7700
样方组与样方组的相异系数：
I(A,B)I(AB)I(A)I(B) 11.77004.15894.1589 3.4522
多状态数据
()＝()＝ ()＝()
＝× ×
样方 种
＝
()? ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝ ()＝× × ×
＝
△()＝＝
数量分类方法介绍
（）组平均法（平均联结法）

样方组与之间的距离定义为：
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。
I(i j) p 2 ln 2 a (2 ln 2 ) (b c ) 0 d (2 ln 2 ) (p a d )2 ln 2 2 (b c )ln 2
I(A)I(12)23ln24.1589
样方
I(B)I(34)23ln24.158种9
植被型、多个群系，群丛则不计其数。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。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、
中国的植物群落分类系统
植被型组：如草地 植被型：如温带草原 （植被亚型）：如典型草原 群系组：如根茎禾草草原 群系：如羊草草原 （亚群系）：如羊草＋丛生禾草草原 群丛组：如羊草＋大针茅草原 群丛：如羊草＋大针茅＋柴胡草原 亚群丛
植被分类单位
植被型：最主要的高级分类单位。建群种生活型相同 或相似，同时对水热条件的生态关系一致的植物群落 联合。如寒温性针叶林、夏绿阔叶林、温带草原、热 带荒漠等。
(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：
植被亚型：辅助单位。根据优势层片或指示层片的差 异划分。如温带草原可分为三个亚型：草甸草原（半 湿润）、典型草原（半干旱）和荒漠草原（干旱）。
群系组：根据建群种亲缘关系近似，生活型近似或生 境相近而划分。如草甸草原亚型可分出：丛生禾草草 甸草原，根茎禾草草甸草原和杂类草草甸草原。
植被分类单位
多元分析的基本单位叫实体，描述实体数量特征的 各种数据项目称为属性，在群落生态学研究中，实 体可以是样方、样地、林分或群落等。
相似系数 距离系数 相关系数 信息系数
p
1
（ 1）欧氏dj距 k[ 离 (xij： xik)2]2
i1
样方 种
d122(25)2(34)2(46)2(512 )263
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
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，中国植被分为个植被源自文库组、个
I(A)pn lnn [ailnai (nai)lnn(ai)] i1 67ln76ln65ln544ln443ln32ln2 8.172 852.554 821.61801
若按种来分，可将个样方分为：
I ( I ) 1 , 2 , 3 , 6 , 7 和 I ( i ) 4 , 5
(4.4162.72)53.571 2
同理可算
D51" 3.742D21" 3.159
得到新的距离矩阵：
1" 2 3' 5
0 3.159 3.571 3.742

0
5.598 6.403

0 2.989

0

④ 最小距离‘，故第三次将样方组’和样方合并为包含 三个样方的组'"。
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。
用土壤、气候等环境因素的数据去划分样方，可能揭 示植被间断的环境原因。
以植物种的分类与用土壤、气候等环境因素分类的结 果进行比较，可以反映出植被变化与环境变化的关系。
用样方数据去划分植物种的集合，结果会分成若干种 组，它本身可能反映出种间相互作用的规律。
d12 637.937 同理可 d13得 37 .： 82;d92336
（）相关系数
N
rhi
(XhjXh)(Xij Xi)
j1

SShi
N
(XhjXh)2(Xij Xi)2
SShhSSii
j1
样方 种
① 离差标准化，得到如下矩阵：
0 3 0 1 2 1.8 0.8 2.2 1.2 0.8 1.4 2.4 0.6 1.6 1.6
美国的群落分类
双轨制分类系统根据群落动态发生演替原则的概 念来进行群落分类的。
顶极群落系统
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
()
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() ＝ {} 。
DAB

1 nAnB
Djk
jA
kB
假设与合并成组，为另一样方组，则与组之间的
距离（＋）为：
DC(AB)
1 nCnAB
jC
Djk

1 nCnAB
[
jC
njl

jC
Djk]
kAB
lA
kB

1 nCnAB
(nCnADCA
nCnBDCB)

nA nAB
DCA
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、
法瑞学派的群落分类
植物区系－结构分类系统，被称为群落分类中的归并 法，以植物区系为基础。
群丛门 群丛纲 群丛目 群丛属 群丛 亚群丛 群丛变型 亚群丛变型 群丛相
群系：主要的中级分类单位。建群种或共建种相同的 植物群落联合。如兴安落叶松群系、羊草群系等。
群丛：基本单位。层片结构相同，各层片优势种或共 优势种相同的植物群落联合。
植被分类单位
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。如：针叶林、阔叶林、 草地、荒漠等。
② 求内积：
14 2 12 2 10.8 6.4 12 6.4 13.2
③ 求相关系数
r12SS12/ SS11SS222/ 1410.80.163 r1312/ 1413.20.883 r23(6.4)/ 10.813.20.536
生物群落的分类 生物群落的排序
中国的植物群落分类 法瑞学派的群落分类 美国的群落分类 群落的数量分类 群落排序的概念 间接梯度分析 直接梯度分析
中国的植物群落分类
中国植物群落分类原则 以群落本身的综合 特征作为分类依据
中国植物分类系统单位 分类单位分三级： 植被型（高级单位）、群系（中级单位）和 群丛（基本单位）。每一等级的上下再设一 个辅助单位和补充单位。

0 1.732 3.742 2.449

0
2.236
3.000


0 3.742



0
② 最小距离，将样方和合并为包含两个样方的组'。
D13' 12D1312D1412(4.4724.35)94.416 同理可算
D23' 5.598D53' 2.989D63' 2.725
它们的组内信息量分别为：
I(I) 6 5 l5 n 2 5 l5 n 2 4 l4 n 2 3 l3 n 2 2 l2 n 1.7 13 I(i) 2 2 l2 n 2 .7726
按种分划的信息减量为：
I( 1 ) 2 .1 68 1 .7 0 13 1 2 .7 47 1 1 .2 6 16 734
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。如羊草草原群系可划出：羊草中生杂 类草草原（也叫羊草草甸草原），生长于森林草原带 的显域生境或典型草原带的沟谷，黑钙土和暗栗钙土； 羊草旱生丛生禾草草原（也叫羊草典型草原），生于 典型草原带的显域生境，栗钙土；羊草盐中生杂类草 草原（也叫羊草盐湿草原），生于轻度盐渍化湿地， 碱化栗钙土、碱化草甸土、柱状碱土。
得到新的距离矩阵：
1 2 3' 5 6
0 3.317 4.416 3.742 2.449

0
5.598 6.403 3.000

0 2.989 2.725

0
3.742


0
③最小距离，故第二次将样方和合并为包含两个样方 的组"。
11 1
D3'1'
2D3'12D3'6

0
5.866


0
⑤ 最小距离“，故第四次将样方组”和样方合并为包含 个样方的组''"。
2
1
D3'''1''" 3D3'''1'' 3D3'''2
23.62815.8664.374
3
3
图－ 个样方组平均法的聚类结果
（）信息分划法 种
样方
个样方集合的总信息量：
p
D 1'' 3 '''

2 3
D 1''3 '

1 3
D1''5
2 3.571 1 3.742 3.628
3
3
D 23 '''

2 3
D 23'
1 3
D 25
2 5.598 1 6.403 5.866
3
3
得到新的距离矩阵：
1" 2 3'"
0 3.159 3.628