第四章 6群落的物种多样性
群落组成ppt课件
少
<5%
Sol.
稀少
很少
Un.
个别
单株
相对多度(relative abundance):某一物种的 多度占样地内所有物种多度之和的百分比
密度(density):单位面积或单位空间内的个
体数目
D=N/S
N-样地内某种植物的个体数目 S-样地面积
相对密度(relative density) :某一物种的密 度(个体数目)占样地内所有物种密度(个体 数目)之和的百分比
1.种类组成的性质分析
• 种类组成调查——巢式样方法
种——面积曲线
• 表现面积(群落最小面积)：能包括群落绝大多数种类, 反映该群落一般结构特征的最小面积 热带雨林2500m2 亚热带森林600m2 北方针叶林 400m2 草原灌丛25~100m2 草原1~4m2
• 优势种和建群种
优势种(dominant species):对群落结构和群 落环境的形成有明显控制作用的物种
重要值(I.V.)=(相对密度/相对多度+相对显 著度/相对盖度+相对频度)/3 综合优势(summed dominance ratio): SDR
密度比 盖度比 频度比 高度比 重量比等综
4. 种间关联
• 种间关联(interspecific association):群落中物种间相互依存的程 度
相对盖度(relative coverage):某一物种的盖 度占样地内所有物种盖度之和的百分比
盖度比(cover ratio):某一物种的盖度与盖度
显著度(conspicuousness):某一物种基部断 面积占样地面积的百分比
调查: 乔木——以胸高(1.3cm)断面积计算, 测胸径
“物种丰富度”与“物种多样性”两个概念的区分
“物种丰富度”与“物种多样性”两个概念的区分朱立辉（江苏省兴化中学 江苏兴化 225700）在讲授人教版生物必修3第4章第3节——群落的结构时，学生往往会把“物种丰富度”与“物种多样性”两个概念混淆，现把两个概念区分如下：1. 物种丰富度是指一个群落或生境中物种数目的多少假如有甲、乙两群落，每个群落中各物种的个体数目都为100，甲群落中物种种类的数目为100，乙群落中物种种类的数目为1。
虽然甲、乙两群落生物的个体数目相同，但甲群落的物种种类多于乙群落，所以甲群落的物种丰富度大。
2. 物种多样性是物种丰富度和物种均匀度的综合指标物种多样性除上面所说物种丰富度的涵义外，还指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配的均匀程度，即均匀度。
我们以一例来对这两个概念进行阐述。
例如：有甲、乙、丙三个群落，各群落中个体数都为100。
甲群落物种数目为1；乙群落物种有A 、B 两种，每种各50个个体；丙群落物种数目也为2，记为C 、D 两种，C 种99个个体，D 种1个个体。
显然，甲群落的物种丰富度小于乙、丙两群落。
我们以香农-威纳指数和辛普森指数来对上述三个群落进行多样性指数测定。
香农-威纳指数公式[1] 其中H =群落的香农-威纳多样性指数S =种数i P =群落中第i 种的个体比例。
如第i 种个体数目为n i ，总个体数目为N 。
则i P =n i /N 甲、乙、丙三个群落经测定：H 甲=－[( 0 ]= 0H 乙=－[(0.5 log 20.5)+(0.5 log 20.5)]= 1H 丙=－[(0.99 log 20.99)+(0.01 log 20.01)]= 0.081辛普森指数公式[1]D =群落的辛普森多样性指数 S 、i P 意义同香农-威纳指数公式甲、乙、丙三个群落经测定：D 甲=1－（12+02）=0D 乙=1－（0.52+0.52）=0.5D 丙=1－（0.992+0.012）=0.02从以上两公式的测定结果可见，群落甲的多样性为零，群落乙的多样性大于群落丙。
第四章 群落生态学教学内容
4.3、群落的结构
▪ 生活型 ▪ 群落的垂直结构 ▪ 群落的水平结构 ▪ 群落交错区与边缘效益 ▪ 影响群落结构的因素
▪ 群落结构是群落中相互作用的种群在协同进 化中形成的，其中生态适应和自然选择起了 重要作用。
▪ 协同进化包括物种间作用（即通过竞争决定 生存，确定种类组成）和物种对环境的适应 （生活型）。
1、生活型
▪ 定义：生活型是生物对气候条件长期适应的外
部表现形式。
▪ 植物划分标准：丹麦生态学家C.Raunkiaer：
选择休眠芽在不良季节的着生位置作为划分生活 型的标准。
▪ 类型：把陆生植物划分为五类生活型。
植物的生活型
• 高位芽植物：休眠芽位于距地面25cm以上。 • 地上芽植物：更新芽位于土壤表面之上，25之
几种常用的多度等级
德鲁捷（Drude） 克 列 门 茨 布 朗 - 布 朗 奎 (Braun-
(Clements)
Blanquet)
Soc Cop Cop2
极多 D
很多 A
多
F
Cop1 尚多 O
Sp
尚少 R
Sol
少
Vr
Un
个别
优势 丰盛 常见 偶见 稀少 很少
5
非常多
4
多
3
较多
2
较少
1
少
+
很少
R
稀少
Fig4.1 Desert Iandscape dominated by the creosote bush, Larrea tridentate,
▪ 应该强调，优势种对整个群落具有控制性影响，如果 把群落中的优势种去除，必然导致群落性质和环境的 变化；若把非优势种去除，只会发生较小的变化。
生态学中的群落生态学原理
生态学中的群落生态学原理生态学是研究生物与环境交互作用的学科，它关注的是生物在环境条件下的生存和繁殖，以及它们与环境之间的相互作用。
群落生态学是生态学的一个分支，它研究的是生物群落的组成、结构、功能和演替过程。
在群落生态学中，有一些重要的原理和理论，下面将介绍其中的一些。
1. 群落的物种多样性原理物种多样性是群落生态学的核心概念之一，它是指同一地域内物种的数量和种类的多样性。
群落的物种多样性对于生态系统的稳定性和生物多样性的维持都具有重要意义。
群落的物种多样性可以通过物种丰富度和物种均匀度来描述。
物种丰富度是指在群落中存在的不同物种的数量，而物种均匀度是指不同物种之间的相对数量比例。
2. 群落的结构原理群落的结构包括物种组成、种群密度、空间分布和复杂程度等方面。
群落的结构对于群落的功能和演替过程具有重要的影响。
不同的物种组合可以形成不同的群落结构，从而影响群落中各种生物群体的数量、空间分布和相互作用。
另外，种群密度、空间分布和交互作用的复杂程度也会直接影响群落的结构。
3. 群落的演替原理群落的演替是指群落随着时间的推移而发生的变化过程。
群落的演替是一个由简到繁、由单一到复杂的过程。
通过群落演替过程，不同的物种可以适应不断变化的环境条件，生物群落也可以进一步演化和发展。
群落演替过程中的关键因素包括物种数量、种群密度、物种间的相互关系和环境因素等。
4. 群落的相互作用原理在群落中，物种之间存在着各种相互作用，包括捕食、拮抗、共生、竞争等。
这些相互作用对于群落的结构、功能和演替都具有重要影响。
相互作用的强弱、种类和方向都会影响群落中的物种组成、数量和分布。
群落中相互作用的研究是了解生态系统和生态过程的关键。
5. 群落的稳定性原理群落的稳定性是指群落在不断变化的环境条件下保持相对稳定的状态。
群落的稳定性是群落生态学的重要研究内容之一。
群落的稳定性是由物种多样性、群落结构、演替过程和相互作用等多种因素共同作用的结果。
(精选)生态学复习题含答案3
一、基本概念群落、群落结构边缘效应优势种、关键种群落演替、初生演替、次生演替、自发演替、异发演替演替系列、水生演替、旱生演替顶级群落23.群落：指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合群落结构：群落的垂直结构—垂直分层现象；群落的水平结构—指群落的配置状况或水平格局，主要指镶嵌性。
群落的时间格局：昼夜相、季节相24.优势种：对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种成为优势种。
个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强，即优势度较大的种关键种：如果一个物种在群落中具有独一无二的作用，而且这种作用有时至关重要的，那么这个物种通常就被称为关键种25.群落演替：指某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程初生演替：演替开始于原生裸地或原生芜原的群落演替次生演替：演替开始于次生裸地上的群落演替自发演替：群落中生物的生命活动结果首先使它的生境发生改变，然后被改造了的生境又反作用于群落本身，如此相互促进，使演替不断向前发展的群落演替异发演替：由于外界环境因素的作用所引起的群落变化26.演替系列：从最早定居的先锋植物开始，直到形成稳定的群落为止27.顶级群落：演替达到的最终状态，物种组合达到稳定二、填空题1. 按演替的起始条件群落演替可划分为和两种主要类型。
（初生演替、次生演替）2. 水生演替系列包括、、和几个演替阶段。
(沉水植物、浮水植物、挺水植物、湿生草本植物)3. 从裸岩演替到森林主要经过、、、和几个演替阶段。
（地衣植物、苔藓植物、草本植物、灌木植物、森林植物）三、简答题1．何谓生物群落？简述生物群落的基本特征。
2．如何理解群落的垂直结构、水平结构和时间格局？3．简述生态位基本概念，举例说明生态位移动和生态位分离及其意义。
4．何谓关键种？何谓优势种？二者有何区别？5．何谓优势度指数？简述群落中物种优势度取得的主要方法。
两个多度最大物种对群落总多度贡献的百分数第一种，最早到达的物种能迅速增加数量，并在与其他物种发生竞争以前就取得数量优势第二种，专门利用资源中分布较广且数量丰富的部分第三种，能广泛利用各种资源6．何谓群落的物种多样性？如何理解不同群落的物种多多样性差异？7．何谓群落演替？演替有哪些主要类型？8．何谓顶级群落？它与非顶级群落比较在性质上有什么不同？9．水生系列演替主要包括哪些阶段？简述之。
群落生态学
性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。
2、物种多样性是群落生物组成结构的重要指标，它反映 群落组织水平，还间接反映群落功能的特征。
3、多样性的测度方法 （1）物种丰富度指数（S）， S为群落中的总数目。 1）Gleason 指数（1922） ：D=（S-1）/lnA
（4）Pielou 均匀度指数（E）： E=H/Hmax 式中H为实际观察的物种多样性指数，Hmax为最大的物 种多样性指数，Hmax=LnS（S为群落中的总物种数）
（5）种间相遇机率指数： PIE =N（N-1）/ΣNi（Ni-1） 式中Ni为种i 的个体数，N为群落所有物种个体数之和。
（6）Jaccard 相似性系数：是目前最为基础和常用相 似性系数之一，是群落间生物多样性的比较。
在一个种类分布比较均匀一致的群落中，属于A级频度的种类通 常很多，多于B、C、D级频度。
群落中低频度种的数目多于较高频度种的数目。
E级植物是群落中的优势种和建群种，数目较大。
6、高度：为测量植物体的一个指标。
7、重量：用来衡量种群生物量或现存量多少的指标。 多用于草原植被的研究。
8、体积：是生物所占空间大小的度量。多用于森林植 被的研究。
特征。 3）群落内物种有规律的共处，不同物种间相互影响，并存在优势
现象。竞争、共生、附生、他感等。 4）形成群落环境，群落对其居住环境有影响。 5）具有一定的群落结构。包括形态结构、生态结构、营养结构。
6）群落具有一定的动态特征。如季节动态、年际动态、演替与演化。 7）群落具有一定的分布范围，并按一定规律分布。 8）群落具有边界特征。群落的边界可形成过渡带（称群落交错区），
植物生态学的群落结构与物种多样性
植物生态学的群落结构与物种多样性植物生态学是研究植物在自然环境中的分布、群落结构与物种多样性的学科。
在自然界中，植物通过各种形式的群落结构和物种多样性与其他生物相互作用，共同构建和维持着一个复杂的生态系统。
本文将从群落结构和物种多样性两个方面阐述植物生态学的相关内容。
一、群落结构群落是指在特定地理区域内由不同物种组成的植物社区，其结构包括物种组成、种群分布和个体之间的互相关系。
群落结构是群落生态学研究的核心内容之一，它反映了植物群落中物种的组成和分布情况，对于理解群落的功能和稳定性具有重要意义。
1.1 物种组成植物群落的物种组成是指群落中存在的植物种类和它们的相对密度。
植物物种的组成对群落结构和功能具有重要影响。
不同物种在群落中的存在形式可能会影响其竞争关系、资源利用和能量流动等生态过程。
例如，某些特定物种可以充当先驱物种，在破坏环境后最先定居并快速生长，从而为后续物种的定居提供条件。
这些先驱物种的存在可以改变群落的物种组成，进而影响整个群落的结构。
1.2 种群分布物种的种群分布是指在群落中个体的空间分布和数量。
种群分布模式是群落结构的重要组成部分，它反映了群落内组成个体的相互关系及其对环境的适应性。
种群分布模式可以分为均匀分布、随机分布和聚集分布三种类型。
均匀分布意味着个体在群落中以均匀间隔的形式分布，随机分布则是指个体的分布没有任何规律性，而聚集分布表示个体之间的密集程度较高。
这些种群分布模式的形成与植物之间的相互作用和环境因素密切相关。
例如，某些植物物种之间存在着共生关系，它们可能会聚集在一起以便相互促进生长和繁殖的机会。
二、物种多样性物种多样性是指在特定地理区域内的物种丰富度和物种的相对丰度。
物种多样性是衡量和评估生态系统健康状况和稳定性的重要指标之一，它与生态系统功能的维持和恢复密切相关。
物种多样性对于植物群落具有重要的意义。
较高的物种多样性可以提高群落的抗逆性和稳定性，降低物种灭绝的风险，并增加生态系统对外部干扰的适应性。
简述生物群落的基本特征
简述生物群落的基本特征
生物群落是指生活在一定地理范围内的不同物种组成的生态系统。
它具有以下基本特征：
1. 物种多样性：生物群落通常由多个物种组成，这些物种之间存在一定的生态关系。
这种多样性使得生物群落能够更好地适应环境的变化，并提供了更多的生态功能。
2. 生态位：生物群落中的每个物种都具有自己的生态位，即其在生物群落中的特定角色和功能。
物种之间通过资源分配和竞争来避免过度重叠的生态位，从而促进物种多样性的维持。
3. 丰度和分布格局：生物群落中各个物种的相对丰度和分布格局是群落结构的重要组成部分。
这些特征受到环境因素和生物因素的影响，如资源可用性、生物间的相互作用等。
4. 能量流动和物质循环：生物群落中的物种之间通过食物链或食物网的形式进行能量传递和物质循环。
这使得生物群落能够保持其生态平衡，并促进能量和物质的流动。
5. 动态变化：生物群落是动态变化的，其物种组成和结构可随着时间和环境因素的改变而发生变化。
生物群落通过生物间的竞争、迁移、繁殖等过程来维持其稳定性和适应性。
总而言之，生物群落是一个具有多样性、具有一定结构和功能的生态系统，其物种组成和生态过程相互作用，共同维持着群落的稳定与发展。
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生 物 多 样 性 的 层 次
物种多样性(species diversity) 物种多样性
两方面含义: 两方面含义 • 物种丰富度 Species Richness): 物种丰富度( – 群落中物种的数目 • 物种均匀度（Species Evenness） 物种均匀度（ ） – 各物种的相对多度 • 综合性α多样性指数 综合性α
D = 1 − ∑ (P ) i i =1
S 2
香农－威纳（ 香农－威纳（Shannon-Weiner）指数 ）指数——信息度量 信息度量
H ' = −∑ ( Pi )(log 2 Pi )
i =1
S
Pi：第i个物种数量占群落总个体数量的比例 S：物种总数
(3) Pielou均匀度指数 均匀度指数
• 4.气候稳定学说 气候稳定学说
– 气候越稳定，变化越小，动植物的种类越丰富，在生物 气候越稳定，变化越小，动植物的种类越丰富， 进化的地质年代中， 进化的地质年代中，地球唯有热带的气候可能是最稳定 的。
• 5.竞争学说 竞争学说
– 在环境严酷的地区，如极地和温带，自然选择主要受物 在环境严酷的地区，如极地和温带， 理因素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，如热带， 理因素控制，但在气候温和而稳定的热带地区，如热带， 生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。 生物之间的竞争则成为进化和生态位分化的主要动力。
H' H' = E= H max ln S
• H'为香农－威纳(Shannon-Weiner)指数 香农－威纳 香农 指数
H ' = −∑ ( Pi )(log 2 Pi )
i =1
S
练习题： 练习题：
设有A,B,C,三个群落，各有两个物种组成， 设有A,B,C,三个群落，各有两个物种组成，其中各 A,B,C,三个群落 种个体数组成如下， 多样性指数。 种个体数组成如下，计算群落的α多样性指数。
• 2.生态时间学说 生态时间学说
– 考虑时间尺度更短，认为物种的分布区的扩大也需 考虑时间尺度更短， 要一定时间。 要一定时间。
• 3.空间异质性学说 空间异质性学说
– 物理环境越复杂，或空间异质性越高，动植物群落的复 物理环境越复杂，或空间异质性越高， 杂性也越高，物种多样性也越大。如山区物种多样性明 杂性也越高，物种多样性也越大。 显高于平原；群落中小生境丰富多样，物种多样性越高。 显高于平原；群落中小生境丰富多样，物种多样性越高。
？
竞争 捕食
§4. 为什么一个群落内不同地点的物
种数量会不同？ 种数量会不同？
——生境异质性的作用 生境异质性的作用
群落的空间异质性
无机环境的空间异质性
• 一块弃耕地的空间异质性可以达到 倍以上 一块弃耕地的空间异质性可以达到10倍以上
热带雨林的空间异质性和异质性 物种多样性
• 7.生产力学说 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 如果其他条件相等，群落的生产力越高， 物越多，通过食物网的能流量越大， 物越多，通过食物网的能流量越大，物种多样性就 越高。 越高。
• ……
为什么不同群落物种多样性不同？ §3. 为什么不同群落物种多样性不同？
——生物因素对群落组成的影响 生物因素对群落组成的影响
全球陆地生物多样性的分布
原因很复杂…… 原因很复杂
• 1.进化时间学说 进化时间学说
– 热带群落比较古老，进化时间较长，并且在地质年 热带群落比较古老，进化时间较长， 代中环境条件稳定，很少遭受灾害性气候变化， 代中环境条件稳定，很少遭受灾害性气候变化，所 以群落的多样性较高。 以群落的多样性较高。而温带和极地群落从地质年 代比较年轻，遭受灾难性气候变化较多， 代比较年轻，遭受灾难性气候变化较多，所以多样 性较低。 性较低。
300m2的样地中植物种数与环境异质性关系
鸟类多样性与枝叶高度多样性
如何表示群落异质性？ 如何表示群落异质性？
• 一个研究示例
群落内部结构异质性的测定
• 两个样地小样方分层盖度估计
群落的垂直结构指标（ 群落的垂直结构指标（VSI） ）
• 生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体 以及与此相关的各种生态过程的总和。 以及与此相关的各种生态过程的总和。其内涵 十分广泛，包括多个层次或水平。 十分广泛，包括多个层次或水平。 • Biodiversity≠Species diversity • China: 8th Megadiversity country in the world • 物种水平：物种多样性 物种水平： • 低于物种水平：遗传多样性 低于物种水平： • 高于物种水平：群落多样性、生态系统多样性 高于物种水平：群落多样性、
生态位的维度
猎 物 大 小
猎 物 大 小 度
度
度
度
基础生态位与实际生态位
生态位的重叠
生态位的分化——种内竞争和种间竞争 种内竞争和种间竞争 生态位的分化
比较不同物种的资源利用曲线， 比较不同物种的资源利用曲线，可分析生态位的重叠 和分离情况，探讨竞争与进化的关系。 和分离情况，探讨竞争与进化的关系。
物种多样性变化有规律吗？ §2. 物种多样性变化有规律吗？
——大尺度上的规律和假说 ——大尺度上的规律和假说
The Biodiversity Hotspots (25) and Major Tropical Wilderness Areas (3)
15 8 3 2 5 25 1 7 A 6 4 13 12 9 11 B 21 14
一种情况： 一种情况：竞争释放
温度
水分
• 竞争释放：缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位 竞争释放：缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位
另一种情况： 另一种情况：性状替换
• 性状替换：竞争激烈时，物种的实际生态位收缩，表 竞争激烈时，物种的实际生态位收缩， 实际生态位收缩 现在物种的某些性状发生改变
物种甲 群落A 群落A 群落B 群落B 群落C 群落C 100 50 99 0 50 1 物种乙
β多样性指数
• β多样性可以定义为沿着环境梯度，两个相邻群 多样性可以定义为沿着环境梯度， 多样性可以定义为沿着环境梯度 落之间组成的变化程度。 落之间组成的变化程度。
群落系数
2 S ab CC = S a + Sb
群落和b Sab：a群落和b群落共有的物种数 Sa：a群落独有的物种数 Sb：b群落独有的物种数
γ多样性指数 多样性指数 • α多样性，指某个群落或生境内部的种的多样性 多样性，
• β多样性，指在一个梯度上从一个生境到另一个生境所 多样性，
发生的种的多样性变化的速率和范围， 发生的种的多样性变化的速率和范围，它研究群落之 间的种多度关系。 间的种多度关系。 • γ多样性，在一个地理区域内 如一个岛屿 ，一系列生 多样性， 如一个岛屿)， 多样性 在一个地理区域内(如一个岛屿 境中种的多样性， 境中种的多样性，它就是用这些生境的α多样性和生境 多样性的研究范围结合起来表示。 之间的β多样性的研究范围结合起来表示。
• 6.捕食学说 捕食学说
– 因为热带的捕食者比其他地区多，捕食者将被捕食 因为热带的捕食者比其他地区多， 者的种群数量压到较低水平， 者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被食者的 种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。 种间竞争。竞争的减弱允许更多的被食者种的生存。 较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。 较丰富的种数又支持更多的捕食者种类。
Q：影响两物种种群共存的因素？ ：影响两物种种群共存的因素？ • 种间关系 种间关系——生物因素 生物因素 • 庇护所 庇护所——非生物因素 非生物因素 • 解释——生态位 生态位 解释
回顾：物种共存与生态位 回顾：物种共存与生态位(niche)理论 理论
• 生态位：物种在群落和生态系统中的地位和角色 生态位：
• 一个解释群落物种多样性多少的简单模型
——生态位vs.物种数量 生态位vs. 生态位vs.物种数量
R——资源连续体 资源连续体 ——某物种的生态位宽度 n——某物种的生态位宽度 δ——生态位重叠 生态位重叠
Q：竞争和捕食如何影响群落的物种多样性？ ：竞争和捕食如何影响群落的物种多样性？
竞争对群落物种组成结构的影响
生态位重叠增大
生态位宽度减小
资源利用范围增大
捕食对群落物种组成结构的影响
围墙的左边 移走的地区 物种数明显较多 围墙的左边是将kangaroo rats移走的地区，物种数明显较多。 的左 移走的地
捕食对群落物种组成结构的影响
• 如果具选择性的捕食者喜食的是群落中的优势种，则 如果具选择性的捕食者喜食的是群落中的优势种， 具选择性的捕食者喜食的是群落中的优势种 捕食可以提高多样性； 捕食可以提高多样性；如捕食者喜食的是竞争上占劣 势的种类，则捕食会降低多样性。 势的种类，则捕食会降低多样性。 • 泛化捕食者的捕食强度与植物多样性的关系是呈单峰 泛化捕食者的捕食强度与植物多样性的关系是呈单峰 曲线。即一定数量的捕食者能使猎物的物种数量增多； 曲线。即一定数量的捕食者能使猎物的物种数量增多； 但捕食者过多，会导致物种数量下降。 但捕食者过多，会导致物种数量下降。 • 特化捕食者只影响特定物种 特化捕食者只影响特定物种
• 陆地环境
– 海拔增高，物种数量减少 海拔增高，
• 水生环境
– 深度增大，物种数量减少 深度增大，
• 海拔 物种数（喜马拉雅） 海拔vs.物种数 喜马拉雅） 物种数（ a.鸟类、b.哺乳动物、c.维管植物 鸟类、 哺乳动物 哺乳动物、 维管植物 鸟类