第四章 植物群落

群落与土壤的化学性质 – 土壤肥力 – 土壤酸碱度

土壤发育
–
– –
–
荒漠——荒漠土 针叶林——灰壤 雨林——砖红壤 常绿阔叶林——黄壤
群落内的地形条件

地形对植物群落分布的影响 植物群落对地形的影响
植物群落对周围环境的改造作 用
防止风害 调节气候 改良土壤 保护环境

水生群落的分层现象
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 植物群落的外貌与结构 植物群落的种类组成 植物群落功能 植物群落的动态 植物群落的分类 植物与植物群落对环境的指示作用
第一节 植物群落的外貌与结构

生活型组成特征 植物群落的空间结构和植物环境
生活型组成特征
生活型（life form）或生长型（growth form）
森林增加降水量的原因



森林群落通过蒸腾与蒸发作用，将其吸收水分的75% 送回大气层中，增加了大气水汽的含量。 森林林冠层的气温较附近大气层低，含水汽的能力小， 容易促使空气湿度达到饱和状态，便于水汽凝结成云 而致雨。 森林阻碍气流运动造成气流涡旋 森林树木的大量放电，引起云块放电，使空气电解， 促进水汽凝结而降雨
主要层与次要层
主要层 在创造群落环境方 面起着主导作用，并影 响决定着其他层次，其 消长会导致群落发生质 变。 一般：群落的最高层就是 主要层 例外：稀树草原 泥炭藓沼泽林

次要层 在创造群落环境方 面起着次要作用，其存 在、种类组成、个体数 量、结构状态等，取决 于主要层的作用于影响
层间植物

群落对群落内光条件的适应 – 对光照梯度的适应 – 对光照水平变化的适应 – 地被层的发育受光条件的 制约 – 对光照周期性变化的适应
群落内的温度

波动较为缓和 群落内的最高温较群落外低，最低温较群落 外高，平均温度比群落外稍低 白天与夏季的温度较群落外低，夜间与冬季 的温度高于群落外
影响群落温度状况的因素
生活型（life form）或生长型（growth form）


气候相似的地区，群落的生活型谱相似；气候 不同的地区，生活型谱不同。 不同群落类型具有不同的生活型谱；相似或相 同的群落类型具有相似或相同的生活型谱。
群落的叶级分析
在群落学研究中，叶级大多按C.Raunkiaer创立的叶面积等 级系统进行叶级谱的分析：
每一天然群落必以1-2 个生活型的植物占优势 – 热带雨林：高位芽植 物 – 苔原：地面芽植物 – 草原：一年生植物与 地面芽植物 – 荒漠：一年生植物

生活型（life form）或生长型（growth form）

群落的生活型谱反映了群落所在地的气候特点
–
–
– –
高位芽植物占优势：湿热 地面芽植物占优势：具有较长的严寒季节 隐芽植物占优势：冷湿，为高山-极地气候 一年生植物占优势：干旱
热带雨林 落叶阔叶林 北方针叶林
10～11 5～8 9～11
1.5 1.0 0.75
草地 冻原 草原化荒漠 农作物
5～8 1～2 1 3～5
0.50 0.25 0.04 0.60
植物群落的植物环境

群落内的光照 群落内的温度 群落内的水分 群落内的空气 群落内的土壤 群落内的地形
第四章 植物群落
植物群落的概念

任何地段内，具有相同的植物种类组成 和空间结构、各种植物之间以及植物与 环境之间都存在相互作用的植物组合， 称为植物群落。
植物群落的基本特征

由一定植物种类组成 各种植物间相互作用 具有一定外貌与结构 与环境相互作用，不可分割 有特定功能 占据一定空间 在时间上有形成和发展过程

群落中，有一些植物，如藤本植物和附生植物、
寄生植物，它们并不形成独立的层次，而是分
别依附于各层次直立的植物体上，称为层间植 物。
叶面积指数
• L A I(le a f a re a in d e x )
LAL
总叶面积
单面计算
单位土地面积
植被类型
LAI
光能利用率%
植被类型
LAI
光能利用率%
级别 1
2 3
名称 鳞叶leptophyll
微叶nanophyll 小叶microphyll
叶面积(mm2) ﹤25
25～225 225～2025
级别 4
5 6
名称 中叶mesophyll
大叶macrophyll 巨叶megaphyll
叶面积(mm2) 2025～18225
18225～ 164025 ﹥164025
群落在水分平衡中的作用


群落在水分平衡与水分循环中的重要作用 植物群落能够截留降水、保蓄水分，并 对降水的再分配起重要作用 实践意义 营造水源涵养林
群落内的空气
显著特征
空气极度静寂 – CO2的高浓度
–
群落内的土壤

群落对土壤物理性状的 影响 – 增加土壤含水量 – 影响地下水位 – 影响地下水矿化 – 影响土壤结构
–百度文库（4）伴生种
群落优势层的优势种常 称为建群种(constructive species)。
– （5）偶见种或罕见种
群落成员型

1.定义 2.类型 – （1）优势种 – （2）建群种 – （3）亚优势种
– （4）伴生种
– （5）偶见种或罕见种
指个体数量与作用都次 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 物种。
生态成分分析
历史成分分析
2 植物种群特征

种群数量特征和年龄结构 种群动态变化 生态位与种群间竞争
数量特征和综合特征
种的数量特征 1.多度 2.密度 3.盖度 4.频度 5.高度

群落的综合特征 1.总优势度 2.重要值
年龄结构

增长种群 稳定种群 衰退种群
6.5
0 0 2.8 7.0 4.1
13.0
10.0 4.0 36.1 52.9 53.5
39.5
84.0 86.0 59.2 39.7 37.1
31.8
6.0 10.0 1.9 0.4 5.4
8.8
0 0 1.0 0 0
0
群落不同层次叶级谱的变化
（引自王伯荪，1987）
叶级百分率%
鳞叶 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.2 0.0 0.0 0.0 0.0 微叶 0.0 0.0 0.0 0.0 2.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 小叶 40.0 50.0 71.4 54.5 4.8 17.4 11.8 16.7 9.1 5.0 中叶 60.0 50.0 28.6 36.4 85.7 76.1 80.4 83.3 86.4 96.0 大叶 0.0 0.0 0.0 0.0 7.1 4.3 7.8 0.0 4.5 5.0 巨叶 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
– （5）偶见种或罕见种
群落成员型

1.定义 2.类型 – （1）优势种 – （2）建群种 – （3）亚优势种
– （4）伴生种
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(dominant species)。
– （5）偶见种或罕见种
群落成员型

1.定义 2.类型 – （1）优势种 – （2）建群种 – （3）亚优势种
i 1
Shannon-weiner指数
1 H ' 3 . 3219 log N N
S
物种 多样 性的 测定
Pi

i 1
N i log N i
Pielou均匀度指数
J ws

P log
i i 1
s
log 2 S
植物区系成分
种属组成分析
地理成分分析

地上成层性 光照、温度、湿度 – 基本层次 – 主要层与次要层 – 层间植物
地下成层性 土壤的理化性质，尤其是 水分与养分 水生生物群落的分层现 象

基本层次
C
森林群落 乔木层 B 灌木层 草本层 A 地被层 各层之间可以再分亚层 D 草本群落 A草本层；B灌木层；C乔木层；D地被层 草本层 地被层

热带雨林：2500㎡ 南亚热带常绿阔叶林：1200㎡ 中亚热带常绿阔叶林：700-500 ㎡ 常绿针叶林：100-200㎡ 东北针叶林：400㎡
物种多样性


物种多样性的概念 物种多样性的测定
生物多样性(biodiversity)是生物及其与环境形成的生态复 合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它包括数以百 万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因，以及它 们与生存环境形成的复杂的生态系统。

物种多样性是指一个群落中的物种数目、各物种的个 体数目及其均匀程度。
遗传多样性
染色体多样性 蛋白质多样性 DNA多样性 物种多样性 生态系统多样性 景观多样性 文化多样性

物种多样性的测定
Simpson指数
H ' Pi ln Pi
i 1 s
D

s
Pi
2
i 1, 2 ,..., s
种群动态变化

种群增长类型（种群增长曲线） 单种群落的个体数量变化
生态位与种群间竞争

生态位概念：将一个生物单位的生存条件总集 合体称为生态位。
3群落成员型

1.定义 2.类型 – （1）优势种 – （2）建群种 – （3）亚优势种
– （4）伴生种
根据物种在群落中的 各种特征，综合评价 其作用和地位而划分 的植物类型。
群落类型
群落层次 第 一层乔木
热带雨林 （海南坝王岭）
第二层乔木 第三层乔木 灌木层 突出树冠层的乔木
常绿季节林 （特里尼达）
树冠层 下层
南亚热带 常绿阔叶林 （鼎湖山）
第 一层乔木 第二层乔木 第三层乔木
植物群落的空间结构和植物环境
垂直结构 水平结构 层片 季相结构

垂直结构（vertical structure）
第二节 植物群落的种类组成

1 植物群落的物种数量和区系成分 2 植物种群特征 3 群落成员型
1 植物群落的物种数量和区系成分

种面积曲线和种丰富度 种的多样性 植物区系成分
种面积曲线和种丰富度 最小面积 对一个特定的群落类型能够提供足够的环境 空间，或者能够保证展现出该群落类型的种 类组成和结构的真实特征的一定面积。

层片与层的区别 层片是群落的三维生态结构，它与层有相同之 处，但又有质的区别。一般层片比层的范围要 窄。
季相（aspect）


群落在某一个季节中的外貌 群落的周期性是适应环境节律 的一种表现形式： – 温带、寒带：温度因子的节 律 – 热带、亚热带：湿度因子的 节律 层片结构随时间季节的变化和 种群物候变化共同决定群落的 季相变化。
不同群落类型的叶级谱
叶级百分率% 群 落 类 型
鳞叶
热带雨林(巴西) 2.3
微叶
3.2
小叶
15.1
中叶
68.3
大叶
11.0
巨叶
0
热带雨林(尼日利亚) 热带雨林(菲律宾) 南亚热带常绿阔叶林(中国鼎湖山) 中亚热带常绿阔叶林(中国庐山) 亚热带常绿阔叶林（中国浙江）
温带山地针叶林（中国长白山）
0 0 0 0 0
1 水底层群；2沉水矮草层群；3沉水漂草层群；4水草高草层群； 5漂浮草本层群；6挺水草木层群
水平结构 （horizontal structure）
概念：群落在水平空间上的分化与
配置状况。 小群落是群落水平结构的基本单位。
群落的结构单位
层片（synusia）——三维生态结构单位



属于同一层片的植物是同一个生活型类别。但同一生活 型的植物种只有其个体数量相当多，而且相互之间存在 着一定的联系时才能组成层片。 每一个层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片小 环境相互作用的结果构成了群落环境。 每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间，而且 层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征。

群落植冠层对阳光的反射与吸收 植冠层的保温作用 群落重叠的层次结构，阻碍了群落内外的热 量交换。 群落中植物的蒸腾作用、枯枝落叶的蒸发作 用，调节了群落内的温度，缓和了地表温度 的振幅与热量散失。
群落内的水分
1.蒸腾与蒸发 2.径流与渗透 3.截留 4.空气湿度 5.降水量：增加降水量，“森林夜雨” 6.水分平衡
群落的植物环境

植物环境（群落环境） 在群落内部，由于群 落本身作用形成的特殊 环境，是群落内部的一 个组成成分。
群落内的光照



群落内的光条件 群落内部的光： – 穿过植物枝叶间隙投入 的直射光 – 穿过植物枝叶间隙投入 的天空散射光 – 透过植物叶子或植物叶 子反射的散射光 群落内光照特点： – 光强被减弱、光质被改 变