第四章 群落生态学

pilogepi -0.146 -0.129 -0.129 -0.129 -0.129 -0.662
假设的森林群落的物种多样性--群落B
Sp
N
1
5
2
5
3
5
4
5
5
5
Total 25
Pi 0.20
logepi -1.609
0.20 -1.609
0.20 -1.609
0.20 -1.609
0.20 -1.609
• 导致水平结构的复杂性有三方面的原因： • （1）亲代的扩散 • （2）生境异质性 • （3）种间相互作用的结果
第四节 生物群落的动态
• 生物群落的动态至少应包括：①昼夜活动 节律；②群落内部的季节变化与年际变化； ③群落的演替；④生物群落的进化。
• 一、昼夜活动节律（昼行性动物、夜行性 动物、晓暮行性动物）
1.00
H′=-∑PilogePi=1.610 E= H′／H′max＝1.610/3.219=0.500
pilogepi -0.322 -0.322 -0.322 -0.322 -0.322 -1.610
物种均匀度--物种等级-多度曲线
0.9 0.8 0.7 0.6 Pi 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
二、季节动态
生物群落的季节变化(北半球温带）
52
二、季节动态
二、季节动态
二、季节动态
二、季节动态
三、年变化
• 在不同年度之间，生物群落常有明显的变 动。这种变动也限于群落内部的变化，不 产生群落的更替现象，一般称为波动 （fluctuation）。群落的波动多数是由群落 所在地区气候条件的不规则变动引起的， 其特点是群落区系成份的相对稳定性、群 落数量特征变化的不定性以及变化的可逆 性。在波动中，群落在生产量、各成份的 数量比例、优势种的重要值以及物质和能 量的平衡方面，也会发生相应的变化。
• 3、伴生种伴生种为群落的常见种类，它与优势种 相伴存在，但不起主要作用。
• 4、偶见种或罕见种偶见种是那些在群落中出现频 率很低的种类，多半是由于种群本身数量稀少的缘 故。
• 二、物种组成的数量特征和综合特征 （一）个物种的数量指标
• 1）多度(abundance) • 2）密度(density) • 3）盖度(cover degree 或 coverage) • 4）频度(frequency) • 5）高度(height) • 6）重量(weight) 用于草原植被 • 7）体积(volume ) 用于森林植被
1）多度(abundance) 是对物种个体数目多少的一种 估测指标，多用于群落的野外调查。国内多采用 Drude的七级制多度，即：
• Soc. (Sociales) —— 极多, 植物地上部分郁闭 • Cop.3 (Copiosae) —— 很多 • Cop.2 (Copiosae) —— 多 • Cop.1 (Copiosae) —— 尚多 • Sp. (Sparsal) —— 不多而分散 • Sol. (Solitariae) —— 很少而稀疏 • Un. (Unicum) —— 个别或单株
• （二）物种多样性的衡量 – 丰富度指数 – 多样性指数
• （三）物种多样性梯度 • （四）决定多样性梯度的因素
（二）物种多样性的衡量
物种多样测度—丰富度指数
• Gleason指数
群落中物种数目
D=（S-1）／lnA
单位面积
群落中总物种数目
• Margalef指
数
D=(S-1)／lnN
观察到的个体总数
假设的森林群落的物种多样性--群落A
Sp
N
1
21
2
1
3
1
4
1
5Leabharlann 1Total 25
Pi 0.84
logepi -0.174
0.04 -3.219
0.04 -3.219
0.04 -3.219
0.04 -3.219
1.00
H′=-∑PilogePi=0.662 E= H′／H′max＝0.662/3.219=0.206
• 水生群落的分层现象
– 与阳光、温度、食物 A 和溶氧等因素有关。
A草被层；B灌木层；C下木层；D林冠层
• 植被的镶嵌性的主要决定因素：
– 气候影响：微气候、径流 – 土壤影响：营养物质、土壤质地、地形特点 – 植物影响：他感作用、遮荫作用、繁殖特点
– 动物影响：喜食情况、种子散布、食物贮藏、 排泄物、践踏、挖洞
• 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％。
三、物种多样性
• （一）物种多样性定义：由物种数目和相对多度决定。 – 物种丰富度(species richness): 指一群落或生境中物 种数目的多寡。
– 物种均匀度(species evenness):指一群落或生境中全 部物种个体数目的分配状况，反映各物种个体数目 的分配均匀程度。
一、昼夜活动节律-夜行性动物
• 猫头鹰绝大多数是夜 行性动物，昼伏夜出， 白天隐匿于树丛岩穴 或屋檐中不易见到， 但也有部分种类如斑 头鸺鹠、纵纹腹小鸮 和雕鸮等白天亦不安 寂寞，常外出活动； 一贯夜行的种类，一 旦在白天活动，常飞 行颠簸不定有如醉酒。
一、昼夜活动节律-夜行性动物
• 几乎所有蝙蝠均于白 天憩息，夜出觅食。 这种习性便于它们侵 袭入睡的猎物，而自 己不受其他动物或高 温阳光的伤害。
• 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， 占有的比例也较高，符合一般群落中低频度种的 数目较高频度种的数目为多的事实。
• 5.高度：自然高度和绝对高度。 • 6.重量和相对重量：单位面积或容积内某
• 读音：biān fú，注意 “蝙”读biān，不读第 三声！
一、昼夜活动节律-夜行性动物
• 蚯蚓为常见 的一种陆生 环节动物,生 活在土壤中， 昼伏夜出， 白天以泥土 中的有机物 为食，夜间 爬出地面， 取食地面上 的落叶。
一、昼夜活动节律-晓暮行性动物
二、季节动态
• 生物群落的季节变化受环境条件（特别是 气候）周期性变化的制约，并与生物种的 生活周期相关联。
物种多样测度—多样性指数
• 辛普生多样性指数(Simpson’s diversity index)
多样性指数
属于种i 的个体在全部个体中的
D=1-∑Pi
比例
=N（N-1）/ ∑ni （ ni-1）
香农－威纳指数(Shannon-Wiener index)
多样性指数
属于种i 的个体在全部个体中的 比例
• 2）密度(density) 指单位面积或单位空间 内的个体数。样地内某一物种的个体数占 全部物种个体数的百分比称为相对密度 。
某一物种的密度占群落中密度最高的物种 密度的百分比称为密度比 。
• 3）盖度 指植物地上部分垂直投影面积占 样地面积的百分比，即投影盖度。植物基 部的覆盖面积称为基盖度（真盖度）。对 于草原群落，常以离地面1英寸(2.54cm)高 度的断面计算；对森林群落，则以树木胸 高 (1.3 m处)的断面积计算。
第二节 群落的物种组成
• 一、物种组成的性质 • 1、优势种和建群种对群落的结构和群落环境的形
成有明显控制作用的物种称为优势种，对于植物群 落来说，它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、 生物量高、体积大、生活能力强，即优势度较大的 种；植物群落中，处于优势层的优势种称建群种。
• 2、亚优热势种指个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 用的植物种。
0 1
群落A 群落B
2
3
4
5
多度等级
（三）物种多样性梯度
• (1) 多样性随纬度的变化 从热带到两极随 着纬度的增高，物种多样性有逐渐减少的 趋势。
• (2) 多样性随海拔的变化 物种多样性随海 拔增加而逐渐降低。
• (3) 海洋和淡水水体多样性有随深度增加而 降低的趋势
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21
• 四、决定物种多样性梯度的因素 • （1）时间因素 • （2）空间异质性因素 • （3）气候稳定性因素 • （4）竞争因素 • （5）捕食因素 • （6）生产力因素
• 群落生态学：是研究生物群落与环境相互 关系的科学。 瑞士学者Schröter （1902）首 次提出。
• 生物群落的基本特征 • 1. 具有一定的种类组成 • 2. 物种之间相互影响 • 3．一定的外貌和结构 • 4. 形成群落环境 • 5. 一定的分布 范围 • 6. 一定的动态 特征 • 7. 群落的边界特征
• 二、季节动态 • 三、年变化 • 四、演替
一、昼夜活动节律-昼行性动物
每天当太阳升 到一定高度的 时候，环尾狐 猴就摊开四肢， 正面朝着太阳， 使温暖的阳光 洒满胸部、腹 部、两臂和大 腿，以驱赶夜 里的寒气，因 此人们把它称 作“太阳崇拜 者”。
一、昼夜活动节律-昼行性动物
• 大猩猩是昼行性动物，从每天天亮就开始进食， 然后休息到下午，再进行活动和觅食，一直到 傍晚。
一物种的重量占全部物种重量的百分比。
• 在草原群落中分鲜重与干重
• 密度、盖度、高度、频度、生物量称为群 落的四度一量。
• 注意相对指标与指标比的差异
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（二）综合特征
• 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）。
• 在中纬度及高纬度地区，气候的四季分明， 群落的季节变化也最明显。我国北方草原 生物量的季节变化就是一个例子，如羊草 草原5月初植物萌动返青，7月份开花结实， 8月中旬地上生物量达到高峰值，9月下旬 植物地上部分枯黄并停止生长。