生物地理学第2章生物群落

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 生物群落,教学目的,学习生物群落的概念及基本特征,学习同一生境中共同生活的种，各自是什么样的特征构成生物群落,学习生物群落的生态、动态、分类知识,第二章 生物群落,第一节 生物群落及其基本特征,第二节 生物群落的构成,（重点）,第三节 生物群落的生态,第四节 生物群落的动态,第五节 生物群落的分类,第一节 生物群落及其基本特征,第一节 生物群落及其基本特征,一,.,生物群落的概念,生物群落是指生活在某一地段上各种生物有机体的有规律组合,.,陆地生物群落,草原,(,亚洲草原上的蒙古野马）,二,.,生物群落的基本特征,具有一定的群落外貌,2.,具有一定的种类组成,3.,具有一定的优势现象,4.,具有一定的群落结构,5.,具有一定的群落环境,6.,具有一定的动态特征,7.,具有一定分布范围,冬,第二节 生物群落的构成,第二节 生物群落的构成,一,.,群落的种类组成,生物群落都由一定的生物种类所组成,.,群落环境条件愈优越,群落结构愈复杂,群落中的种数愈多,群落的多样性愈强,;,群落环境条件愈单一,群落结构愈简单,群落中的种数愈少,群落的多样性愈少,而个性愈明显,即少数或个别种的数量多,.,怎样了解某一群落的种类组成,?,植物,:,采用逐步扩大样地法,.,具体方法,:,在群落中选植物生长比较均匀,有代表性的地段,用测绳或事先做好的框架,圈定一定面积,.,形状可以是放形称为,样方,也可以是圆形称为,样圆,.,对不同类型的群落,起始面积的大小不同,草本群落一般采用,10cm 10cm,的面积,森林群落一般采用,5m 5m,的面积,登记这一面积中所有的植物种类,然后,按着一定面积成倍扩大样地边长,每扩大一次,登记新增加的种类,.,动物,:,不同类群采用不同的方法,通常采用随机取样法,.,例如,:,鸟类,通过在群落中所走过的样线,听到左右鸟类的鸣叫声记载鸟类的种类,;,昆虫中的蝶类,采用网扑法,;,怎样了解某一群落的种类组成,?,二,.,群落的数量状况,一个生物群落的特征不仅取决于它的种类组成,也取决于每个种在群落中的数量,.,了解并获得群落中的个体数量,通常采用以下一些方法和指标,;,多度,:,指某物种在群落中个体数量的多寡,.,在植物群落中,测定多度有两种方法,:,一是,个体数的直接计算方法,(,此方法工作量太大,);,二是,目测估计法,(,普遍采用,),目测估计法可用各种等级来表示,:,布郎,-,布郎喀,(Braun-Blanquet),的多度等级,(2),胡里特,(Hult),的多度等级,(3),德鲁捷,(Drudo),的多度等级,(4),德鲁捷简化的多度等级,2.,盖度,盖度,:,是群落特征的重要指标,它不仅标志了植物所占有的水平空间面积,反映植物的同化面积的大小,而且还表明了植物之间的相互关系,.,处于主要层的植物种类,其盖度的大小决定了群落内植物环境的形成和特点,并影响次要层的种类及群落内各种生物的个体数量和生长情况,.,盖度的大小不决定于植株的数目,而决定于植株的生物学特性,.,盖度可用百分比来表示,.,也可用等级单位表示,盖度可分为,投影盖度,和,基部盖度,;,投影盖度,:,指植物枝叶所覆盖地表的面积,.,基部盖度,:,指植物基部所占的面积,.,草本植物的基部盖度以离地,0.03,米处的草丛断面积计算，树种的基部盖度以某一树种的胸高（离地,1.3,米）断面积与样地内全部断面积之比来计算，这种基部盖度又称显著度（,dominance,），有人称之为优势度。,3.,密度,密度,:,是指单位面积上的某个物种的个体数,.,用公式表示为,:,D=N/S,D,为密度, N,为样地内某物种的个体数,; S,为样地面积,对于植物来说,重要的是计算样地中所有个体,(,不分种类,),的密度和平均面积,.,在此公式基础上有可推算出个体间的距离公式,;,L = S/N D,L,平均株距,; D,树木的平均胸径,密度的数值受分布格局的影响,而株距又反映了密度和分布格局,.,动物数量统计的面积单位,通常为,1 .,4.,频度,指某个物种在调查范围内出现的频率，即该种个体出现的样方数,/,调查样方总数。,在植物群落内,测定频度时,至少取,20,个以上的小样方或小样圆,登记某物种出现的次数,然后求出百分数,计算公式如下,:,F = r / R 100%,F,为频度,; r,为某物种出现的样地数,;R,为总样地数,草本群落,: 0.1 ,森林群落,: 10 25 ,长白山高山苔原,: 0.5 c,某物种在群落内频度指数高,表示它的个体数量多,并且分布均匀,因此它在群落结构中起的作用也较大,.,5,、生物多样性测量指标,式中,S,为群落中的物种数目，,A,为面积，,Pi,为第,i,种物种个体数占总个体数的比例，,Pi,=,ni/ N, n,i,为第,i,个物种的个体数，,N,为梯度内所有物种的总个体数之和。,5,、生物多样性测量指标,式中,S,为群落中的物种数目，,A,为面积，,Pi,为第,i,种物种个体数占总个体数的比例，,Pi,=,ni/ N, n,i,为第,i,个物种的个体数，,N,为梯度内所有物种的总个体数之和。,群落,个体总数,甲物种,乙物种,群落,A,100,100,0,群落,B,100,50,50,群落,C,100,99,1,香农一威纳指数：,群落,A: H=,(1.0 log1.0)+ 0,）,=0,群落,B: H=,0.50,（,log0.50,）,+0.50,（,log0.50,）,=l,群落,C: H=,0.99,（,log0.99,）,+ 0.01,（,log0.01,）,=0.081,辛普森指数：,群落,A: =1-1=0,群落,B: = 1-,（,0.25+0.25,）,=0.5,群落,C: = 1-,（,0.9801+0.001,）,=0.0198,6.,重要值,重要值是指以综合数值来表示群落中不同种的相对重要性,.,重要值是一个比较客观的数值,在我国的亚热带森林群落研究中常被采用,四,.,群落的种间关系,在一个特定的群落中,有的物种经常生长在一起,如,寄生生物,和,寄主,有的物种则相互排斥,而趋向分隔现象,.,如果两个物种一起出现的次数高于期望值,它们就是正关联,.,正关联可能是因一个物种依赖于另一物种而存在,或两者受生物和非生物环境因子影响而生长在一起,.,如果两个物种共同出现的次数低于期望值,则它们是负关联,.,负关联是由于空间排挤,竞争,他感作用或不同的环境要求所引起的,.,在自然界中,绝对的正关联为数不多,同时竞争排斥也是群落中物种间的关联类型,.,五,.,群落的结构,结构,:,指群落中所有生物及其个体在空间的配置状况,.,群落中的各种生物在群落内占据一定的生存空间,它们构成了群落的,垂直结构,和,水平结构,;,在植物群落方面还有,层片,.,(,一,),层片,层片,是植物群落最基本的结构单位,.,它包括一个生活型或几个至少相近的生活型植物,在群落中占据一定的空间,称为,层片,.,层片是群落的三维生态结构,它与层有相同之处,但也有质的区别,;,即层片相当于层,或者相当于层的一部分,.,一般,层片,比,层,的范围要窄,因为一个层的类型可由若干生活型的植物组成,.,例如,:,草原群落中,羊草,大针叶矛和防风属于同一层次,但羊草是根茎禾草层片,大针叶矛是丛生禾草层片,而防风是轴根杂类草层片,.,(,二,),垂直结构,垂直结构,是指群落在空间上垂直分化或称成层现象,.,任何一种植物群落在垂直方向都分许多层次,不论是陆生群落还是水生群落都是如此,.,群落分层现象，与,光的利用,有关。地下根系也有分层现象。,热带雨林,温带落叶森林,温带,例如,森林群落：,乔木层：,高大树木组成，高差,20%,可分亚层,单层林、多层林、复层林,灌木层：,灌木和未达乔木层高度的乔木树种构成。对林木更新影响很大。,草本层：,草木植物、低矮的半灌木和小灌木组成。,苔藓层：,苔藓、地衣、菌类组成，常有环境指示作用,层间植物：,藤本植物。,动物分层（鸟类）、水域分层（动、植物）,(,三,),水平结构,水平结构,是指不同生物在水平方向的配置状况或水平格局,.,一个生物群落的种类组成和数量比例,在水平方向上的配制,往往是不均匀的,因而造成群落内的,斑块状分布,.,这种斑块在不同植物的数量比例,郁闭度,生产力以及其他性质方面都有所不同,.,每个斑块就是一个小群落,.,它们彼此组合,形成群落的,镶嵌性,.,群落形成斑块状分布的原因,?,生物的分布习性,2.,对环境的选择,3.,种间相互关系的作用,总之,群落中每一个物种都有自己的分布格局既相关又有区别,而使整个群落表现出明显的,水平分化现象,.,第三节 生物群落的生态,生物群落的生态是研究生物群落与环境条件的相互关系,.,生物群落与环境之间的关系极为密切,一方面环境影响着生物群落,;,另一方面生物群落也影响着环境,两者不可分割,.,第三节 生物群落的生态,环境,:,群落的,外部环境,和,内部环境,外部环境,是围绕着生物群落的一切非生物因子和生物因子,;,内部环境,(,生物环境或生物群落环境,),指处于生物群落内部的,由于生物群落本身作用而形成的特殊环境,.,包括群落内的,光照,温度,水分,土壤,和,空气状况,等,.,一,.,群落内的光照,通过研究表明,到达地面的太阳辐射光,其强度随着纬度,季节的不同而有明显的差异,但是都能满足植物生长对光照的需要,.,照射在森林群落上的太阳光可分为三部分,:,一部分,被主要层植物所吸收,;,一部分,被主要层植物所反射,;,一部分,穿过群落上层林冠进入群落内部,.,二,.,群落内的温度,群落,内,的温度与群落,外,的温度有明显的不同,.,群落内的温度与,太阳辐射,以及,群落的性质,密切相关,总的特点是变动的程度比较缓和,.,群落内白天和夏季的温度低于群落外的空旷地面,;,夜间和冬季的温度高于群落外的空旷地面,;,群落内的平均温度比群落外的空旷地面稍低,;,群落的结构愈复杂,对温度的作用愈显著,;,通常,森林群落,在这一方面所起的作用要比,灌丛,草地,大得多,而且在大面积森林存在的情况下,群落对温度的作用不仅仅在林内,而且还可以影响到一定范围内的,地方气候,.,昼夜和全年的温度变幅较小,.,这是因为,在空旷地上太阳辐射直接到达地表, “,作用面,”,就在裸露的地表,;,而在群落中,这个,“,作用面,”,抬高到枝叶最茂密的上层,.,三,.,群落内的水分,群落能截留降水和保持水分,.,因此能创造群落内部的特殊湿度条件,.,降落到群落的水分,一部分到达地面,;,一部分被树冠截留,.,群落,截留水分的能力,与,群落类型,有关,通常是针叶林的截留降水能力大,;,还与降水的性质有关,.,降水强度愈大,截留降水就愈小,落到地面的水分就愈多,.,群落对降雪的截留作用,没有对降雨的截留作用大,一方面是由于雪积压在林冠上,因重量大而易散落在地面,;,另一方面是由于降雪时气温低,林冠上的积雪不易蒸发,而易滑落到地面,.,但通常截留量与雪的性质有关,.,群落对雪的截留,森林群落最显著,.,四,.,群落内的空气状况,群落内形成了很特殊的空气环境,.,最显著的特征表现在两个方面,:,1.,抑制了风速,群落可抑制风速没甚至使风完全停止,.,这是由于群落本身对气流发生摩擦而产生的,.,这种摩擦与群落的结构有关,.,结构复杂和郁闭的热带雨林,林内处于静风状态,;,近地面的无风状态,是由于树干粗,灌木和草本密集,造成气流受阻的结果,.,2.,空气成分发生了变化,空气成分在群落内部不断地发生显著变化,尤其在,CO2,含量上,群落内的空气成分,由于植物的生理活动过程,表现出一定的规律,.,CO2,含量在一天内有明显的变化,:,上午群落的林冠层空气中的,CO2,的浓度变低,;,到了中午, CO2,的浓度又降低一些,;,夜间,CO2,的浓度在靠近地面聚集,.,CO2,的含量在群落各层也不同,.,五,.,群落对环境的作用,防止风害,森林群落有降低风速和改变风向的作用,;,例如,在平原营造农田防护林,防风固沙,保持水土,使作物获得较高产量,.,2.,调节水分,群落对调节水分的作用,通常认为是通过植物对降水的截留作用而实现的,.,截留作用最显著的是森林群落,.,观测表明林区的降雨量比无林区的要多,.,3.,改良土壤,由于植物的长期繁殖,可增加土壤肥力,.,用植物群落改良土壤最明显的是,固定沙流,防止盐渍化和改良土壤性质等,.,4.,保护环境,森林是吸碳放氧的“绿色工厂”,是大气的天然“过滤器”,是吸收噪音，减轻城市喧哗的“消声器”；,此外，森林还有调节小气候，监测环境污染，净化水体等作用。,第四节 生物群落的动态,第四节 生物群落的动态,群落的动态包括群落生活的不同方面，但主要是群落的形成和变化。,群落动态的研究， 对认识群落的过去和现在以及预测群落的发展都具有重要意义。,一,.,群落的形成,群落的形成可以从,原生裸地,上开始,也可以从,次生裸地,上开始,.,但任何一个群落在其形成过程中,至少要有植物的传播,定居,竞争及相对平衡的各种条件和作用,.,原生裸地,:,指从来没有生长过植物的地段,或者原来生长过植物,但被彻底地消灭了,没有保留下原有植物的传播体以及原有植被影响下的土壤,.,次生裸地,:,指原来有植物生长的地段,后来原有的植被已被破坏而不存在,但原有植被影响下的土壤条件仍基本存在,甚至还残留原有植物的种子或繁殖体,.,在裸地上,群落的形成要经过三个步骤,:,侵移,定居,竞争,1.,侵移,是指植物生活的繁殖结构进入裸地,或进入以前不存在这个物种的生境,.,繁殖结构主要是指孢子,种子,地下茎,匍匐茎以及能繁殖的植物的任何部分,.,侵移不仅是群落形成的,首要条件,也是群落变化的,重要基础,.,然而,植物的侵移在很大程度上取决于传播体的可动性,传播因素和地形条件等,.,2.,定居,定居,是指传播体的萌发， 生长发育， 直到成熟阶段的过程。或者说， 只有一个物种的传播体在裸地上能够发芽， 生长， 成熟并能够繁殖后代，才能完成定居过程。,繁殖是定居中的一个重要环节。,能够适应新环境的植物，定居下来，这时裸地上仅出现零星稀疏的植物，并且植物之间关系不明显。,3.,竞争,随着定居植物的不断繁殖和新种的不断侵入,裸地空间逐渐减少,植物之间关系明显表现出来,它们之间在空间和生存条件方面发生,竞争,竞争结果,生长速度快,对环境适应性强的植物保存下来,这样在裸地上就形成了植物群落,称为,先锋植物群落,.,群落在原生裸地上的形成,也是一个演替过程,称为群落的,发生演替,.,群落的形成发育之间,没有明显的界限,.,一个群落发育的末期,也就孕育着下一个群落的发育初期,.,但一直要等到下一个群落进入发育盛期,被代替的这个特点才会全部消失,.,二,.,群落的变化,群落的变化,基本形式,有三种,:,季节性变化,年季变化,和,演替,.,(,一,),季节变化,季节性变化,(,群落的季相,),在一年中气候的变化是有规律地进行的,使得群落表现为不同的季节性外貌,称为,季相更替,.,不同气候带群落的季相表现得很不一致,:,热带雨林季相变化很不明显,而温带草原群落季相更替最明显,.,动物的种群季节变化,常称为,季节消长,昆虫的季节消长也因气候条件的改变而不同,.,土壤中的动物也有明显的季节性变化,它主要表现在不同季节个体数量和种类方面的变化,.,(,二,),年际变化,(,逐年变化,年际波动,),指在不同年份之间生物群落出现了,年际波动,.,这种波动有时大,有时小,波动的,特点,:,群落逐年或年际变化方向的不稳定性,变化的可逆性以及区系组成的相对稳定性,但是在波动中,群落生产量,各成分的数量比例,优势种的重要值以及物质和能量的平衡上,也能发生相应的变化,.,波动的产生有三种原因,:,第一,环境条件的波动变化,.,例如,多雨年与少雨年,突发性灾变等,;,第二,生物本身的活动周期,.,例如,种子产量的波动及病虫害爆发等,;,第三,人为活动的影响,.,例如,放牧强度的改变等,.,根据群落波动形式划分为,:,不明显波动,2.,摆动性波动,3.,周期性波动,4.,偏途性波动,不同生物群落具有不同的波动特点,.,不同气候带内,群落的波动性也不同,环境条件越严酷,群落的波动性就越大,.,(,三,),演替,演替是一个生物群落被另一个生物群落所代替的过程,是生态群落动态中最重要的特征,.,顶极群落,是演替的最终阶段,是与环境处于稳定的生物群落,.,一系列的演替过程称为一个,演替系列,;,其中的每一个群落称为称为,系列群落,.,1.,演替类型,按,裸地性质,划分的演替,原生演替,;,次生演替,.,(2),按,时间发展,划分的演替,世纪演替,;,长期演替,;,快速演替,.,(3),按,主导因素,划分的演替,群落发生演替,;,内因生态演替,;,外因生态演替,(4),按,植被的状况和动态趋势,划分的演替,灾害性演替,;,发育演替,(5),按,基质性质,划分的演替,水生基质演替系列,旱生基质演替系列,2.,群落演替模式,(1),原生演替,是指在从来没有植被覆盖过的地段,(,例如,冰川移动露出的地面,火山喷发新形成的岩面,流水的新沉积,风沙的堆积等,),发生的群落演替,原生演替一般以,两个极端类型,为代表,:,旱生演替系列,;,裸岩 地衣群落 苔藓群落 草本群落,灌木群落 乔木群落,水生演替系列,;,湖泊 沉水植物群落 浮水植物群落 挺水植物群落 湿生植物群落 陆地中生,(,或旱生,),植物群落,(2),次生演替,是指原来有植被覆盖,后因某种原因形成迹地,在此发生的群落演替,.,次生演替最初发生都是在外界条件作用下所引起的,.,如,:,病虫害,干旱,长期水淹等,更主要的是人类经济活动所造成的,如,:,森林的采伐,草原的过度放牧,烧荒等,多会发生次生演替,.,群落生态,陆生演替系列经历：,地衣阶段,苔藓阶段,草本植物阶段,灌木阶段,森林阶段,群落演替示例,次级群落演替图,水生演替系列,裸底阶段,浮叶根生植物阶段,挺水植物和沼泽植物阶段,沉水植物阶段,群落生态,群落生态,裸底阶段,沉水植物阶段,浮叶根生,植物阶段,挺水植物和沼泽植物阶段,群落演替示例,第五节 生物群落的分类,第五节 生物群落的分类,一,.,植物群落的分类,植物群落分类,是植物学中最复杂的问题之一,.,我国目前采用的植物群落分类原则是,植物群落学原则,又称植物群落学生态学原则,.,它是把植物群落本身特征作为分类依据,但又注意群落的生态关系,.,植物群落是在一定,气候,基质,生物,等因素综合作用下经过长期发展而形成的,是自然生态系统中最重要的一个组成部分,.,植物群落学分类原则是植物群落的综合特征,它包括,植物群落本身特征,以及与,生态条件,的联系,具体依据于以下几方面,:,1.,植物种类组成,一定的种类组成是一个群落最主要的特征,所有其他特征几乎都由这一特征所决定的,.,2.,外貌和结构,外貌和结构是植物群落分类的重要依据,.,3.,生态地理特征,由于历史原因,有时外貌和生活型不一定完全反映现代环境条件,按外貌原则划分的群落类型常常包括了异质的类群,.,4.,动态特征,由于使用了优势种原则,着重群落现状,没有特别分出原生类型和次生类型,因此在具体划分类型时,还应考虑群落的动态特征,.,植物群落分类系统,(1),群从,:,是植物群落分类的基本单位,(2),群系,:,是植物群落分类的中级单位,(3),植被型,:,是植物群落分类的高级单位,二,.,动物群落的分类,陈鹏认为动物群落的分类应与植物群落相适应,.,动物群聚,:,是动物群落的基本单位,.,(2),动物群系,:,是动物群的中级单位,.,(3),动物群型,:,是动物群落分类的高级单位,.,谢谢！,