8生态学(第四章 群落组成与结构)

群落的概念

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
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

代表人物：H.A.Gleason
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
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
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
最小面积

概念：包括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㎡
①优势种和建群种 对群落结构和群落环境的形成有明显控 制作用的植物种，称优势种。通常是个体数 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。 群落不同层次可以有各自的优势种。 其中优势层的优势种，常称为建群种。 如果群落中建群种只有一个，则称为“单 优种群落”。如果具有两个或两个以上同等 重要的群落，称“共优种群落”或“共建种 群落”。
③频度：某物种在样本总体中的出现率。 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。 相对频度：群落中某一物种的频度占所 有物种频度之和的百分比。
投影盖度和基盖度
综合指标
④重要值：是用来表示基本个种在群落中的地位和作 用的综合数量指标。它是1951年由美国生态学家在 研究森林群落时首先使用的。因它简单、明确，近 年来得到普遍采用。计算公式： 重要值＝相对密度＋相对频度＋相对优势度 （森林群落） 重要值＝相对密度＋相对频度＋相对盖度 （草原群落）
②亚优势种：指个体数量与作用次于优
势种，但在决定群落性质和控制群落环 境方面仍起一定作用的植物种。 ③伴生种：为群落的常见种类，与优势 种相伴存在，但不起主要作用。
④偶见种或罕见种：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。偶见种 可能偶然地由人们带入或随着某种条件的改变 而侵入群落中，也可能是衰退中的残遗种。有 些偶见种出现具生态指示意义。有的或可作地 方特征种来看待。 在动物群落中，社会等级的确立，与植物中 的群落成员型有相似之处。
辛普森指数
这是从概率论导出的方法。分设从包含 N个个体的S个种的集合中（其中第i种有Ni个 个体，i=1、2、3、…S），随机抽取两个个 体并不再放回。如果这两个个体属于相同种 的概率大，则此集合多样性低。 令Pi表示整个群落总体中第I种个体的比例，随 机抽取两个个体同属I种的联合概率是：Pi Pi= Pi2。如果总合群落中S个种的全部概率， 就得到辛普森指数：
香农－威纳指数

是以信息论范畴的香农－威纳函数为基础，以计算 信息中一瞬间一定符号出现的“不定度”作为群落 多样性指数，其一般式为：
H' C Pi log2 Pi

其中Pi是一个个体属于第i种的概率，以其个体占总 个体数的十分数表示；C是常数，一般设置C=1。用 这个公式可以预测从群落中随机抽出一个个体所属 种的平均不定度。当群落中种的数目增加和已存在 的种的个体数量分布愈来愈均匀时，这个不定度明 显增加，多样性也就愈大。
布朗-布朗奎（Braun-Blauquet）推荐及目测估计多 盖度（多盖度综合级），共设五个等级和两个辅 助级，它们用数字表示为（简化）： 5：样地内某种植物的盖度在75%以上者（即3/4以上 者） 4：样地内某种植物的盖度在50%—75%以上者（即 1/2—3/4） 3：样地内某种植物的盖度在25%—50%者（即1/4— 1/2） 2：样地内某种植物的盖度在5%—25%者（即1/20— 1/4） 1：样地内某种植物的盖度在5%以下，或数量尚多者 ＋：样地内某种植物的盖度很小，数量也少。
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
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
克列门茨（Clenents）多度级分为： D（dominant）=优势； A（abundant）=丰盛； F（frequent）=常见； O（occasional）=偶见； R（rare）=稀少； Vr（very rare）=很少。
几种常用的多度等级
Drude
Soc. Cop3 Cop. Cop2 Cop1 Sp Sol. Un. 极多 很多 多 尚多 少 稀少 个别 Frequent Occasional Rare Very rare 常见 偶见 稀少 很少 F O r Vr 1 + 少 很少
n N i N i 1 1 D 1 1 N i N i 1 NN 1 i 1 i 1 NN 1 n

则群落A的多样性指数为：
1 99 98 1 0 0.02 D 1 100100 1

则群落B的多样性指数为：
1 50 49 50 49 0.5051 D 1 1范围
具有边界特征 //群落交错区 各物种不具有同等的群落学重要性
群落的性质

机体论学派

个体论学派
现代生态学观点

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

物种多样性的含义
种的数目或丰富度：指一个群落或生境中物
种数目的多寡（群落内组成物种愈丰富，则 多样性愈大）
种的均匀度：指一个群落或生境中全部物种
个体数目的分配状况（均匀度越大，则群落 多样性值愈大）
假设A、B两个群落同样具有100个有
机体： A群落有2个种，每个种有50个个体， B群落有10个种，每个种有10个个体， 显然， B比A有更大的多样性。 如果B群落也为2个种，一个种99个 个体，另一个种1个个体，则A比B有 更大的多样性。

多度的统计法：
A：直接计算法（在一定面积的样地中， 直接点数各种群的个体数目，然后算出 某种植物与同一生活型的全部植物个体 数目的比例） （或：群落内某物种的个体数，也可用该 种个体数与群落总个体数比例百分率表 示）
B：目测估计法（按预先确定的多角度等 级来估计单位面积上个体的多少）。几 种常用的多度等级有德鲁捷、克列门茨、 布朗-布朗奎的多度等级。目前国内外 尚无统一的标准，我国多采用Druder的 七级制多度（极多、很多、多、尚多、 少、稀少、个别）
群落生态学
1. 群落的组成与结构： 生物群落的概念、群落的种类组成、 群落的结构、影响群落结构的因素
2. 群落的动态： 生物群落的内部动态 生物群落的演替
群落的组成与结构

生物群落的概念 群落的种类组成


群落的结构
群落组织—影响群落结构的因素
生物群落的概念

群落的概念 群落的基本特征 群落的性质
其中3.3219是从log2转换到log10 的系数，N为全部种的个体总数，ni为第I个 种的个体数
物种多样性的时空变化
Clements
Dominant Abundant 优势 丰盛 D A
Braun-Blanquet
5 4 3 2 非常多 多 较多 较少
②盖度：群落中各种植物遮盖地面的百分 率，通常说的盖度实际上是投影盖度， 为植物枝叶所覆盖的土地面积。 树木通常用到真盖度的概念，胸径（离地 1.3m高处）面积占地面的百分率，又称 显著度（有人作为估量每种树木在群落 中占优势程度的指标之一，即所谓相对 显著度）。
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
一般概念
指一定时空范围内的生物种群的集合。
在特定空间或特定生境下，具有一定生
物种类组成及其与环境之间彼此影响， 相互作用，具有一定的外貌及结构，包 括形态结构与营养结构，并具特定的功 能的生物集合体。可以说，“是生态系 统中具生命的部分”。
D 1 Pi2
i 1 n
因为群落总是无限的，不可能全面调 查，所以上述假设的集合中只能是一个随机 样本，Pi的真值也是未知的只能由随机样本 得到最大似然估计量： N
Pi
i
N
得：
Ni D 1 i 1 N
n
2
这可以作为总体的估计值，它是有偏的，无偏 估计量为：
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 种间关联
物种组成的性质分析
种类组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴 别不同群落类型的基本特征，群落研究一般都从分析 种类组成开始。 为登记群落种类组成，首先要选择样地，用一定的 方法进行取样，首先要确定样地大小，不同群落类型， 样地大小也不相同。但以不小于群落最小表现面积为 宜，一般组成群落种类越丰富，最小表现面积越大。 例：热带雨林2500m2，草原灌丛25～100m2，草原 100m2…… 对种类组成进行登记后，得到研究群落的生物种 类名录，种类组成一定程度上反映出群落性质。 然后，根据各个种在群落中的作用划分群落成员 型，常用的群落成员型