02生物群落的种类组成

2013-10-24
安徽大学精品课程课件 ·《生态学》
4-1-16
物种多样测度--物种均匀性指数

均匀度
实际的种类 多样性
最大均匀条件下的种 类多样性（logeS） 群落中的最 大物种数
E= H′／H′max H′max =-s(1/s loge 1/s )=loge s
H′min =-S/S loge S/S )=0
χ2=n(ad-bc)2 / [(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)]
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2013-10-24
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4-1-24
群落的物理结构
群落的结构单元 群落的垂直结构 群落的水平结构 群落的交错区与边缘效应

2013-10-24
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参考文献 思考题
2013-10-24
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4-1-3
§1 生物群落的基本概念
生物群落的定义 群落的基本特征 群落的性质

2013-10-24
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4-1-4
生物群落的定义

群落（community）: 特定空间或特定生境下， 生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与 环境之间彼此影响，相互作用，具有特定的形 态结构与营养结构，执行一定的功能，这种多 种群的集合称群落。

2013-10-24
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4-1-28
层片

层片的概念
是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和 一定小环境的种类组合。 分三级：第一级层片是同种的个体组合；第二级层片 是同一生活型的不同植物的组合；第三级层片是不同 生活不同种类植物的组合。

探究点
归纳提升 群落中生物适应的相对性 生物对环境的适应,既具有普遍性,又具有相对性。适应的相对性 是指生物对环境的适应只是一定程度的适应,不是绝对的。因为生 物生存的环境不断变化,而生物的遗传具有保守性,不会因为环境 变化立即改变其遗传性,因此适应的形成是长期的自然选择的结果。 选择作用不会一次到位,更不会造成尽善尽美的选择结果。
五、群落中生物的适应性 不同群落在物种组成、群落外貌和结构上都有着不同的特点,不同 群落中的生物也都有适应其环境的特征。群落中不同的种群之间 通过复杂的种间关系,相互依存、相互制约形成有机整体,从而维 持种群之间的协调和平衡。
预习反馈 1.判断 (1)进入三江源地区,我们首先看到的是群落的物种组成。( × ) (2)爬行类、啮齿类、攀缘类、鸟类和蝗虫等动物,主要分布于草原 群落中。( × ) (3)荒漠中的植物叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层,能抵抗干旱。 (×) (4)森林中喜光植物大都分布于上层,阴生植物分布于底层。( √ ) (5)阴生植物的叶绿体比阳生植物大且颜色深,这与弱光条件下的生 活相适应。( √ ) (6)群落中的生物之间能和谐共处,是因为生态位的不同。( √ )
探究点
2.下列哪种群落中生活的动物表皮外可能有角质的鳞片帮助其减 少水分蒸发?( ) A.荒漠 B.森林 C.草原 D.苔原 解析:荒漠群落中的爬行动物蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片,有助 于减少水分蒸发。 答案:A
探究点
典例剖析 (多选)下图为某一个足够大的山体,从山麓到山顶的生物群落的结 构和该山体基带所在的地带到极地的生物群落的结构比较示意图, 对该图的下列分析中,错误的是( )
Байду номын сангаас 探究点
A.图中X表示群落的垂直结构,图中Y表示群落的水平结构 B.该山体的垂直结构和其相应的水平结构具有相似性 C.图X中从上到下、图Y中从左到右构成生物群落结构的种群数目 增多 D.影响图X所示结构的因素是温度,影响图Y所示结构的因素是阳 光 解析:图中X与Y均表示群落的水平结构,其主要影响因素均为温度。 答案:AD

Pi：种i的个体在群落中的比例， Pi2：随机取两个体为同种概 率。Ni为种i的个体数，N为群落中全部种的个体数。
〔2〕Shannon-Weaver多样性指数：
S
H' Pi*log2Pi
i1
H'为多样性指数； Pi是第i中的个体数与该样方总个数 之比值； S为样方种数。
香农—威纳指数包含两个因素：其一是种类数目；其二是 种类中个体分配上的均匀性。种类数目越多，多样性越大 ；同样，种类之间个体分配的均匀性增加，也会使多样性 提高。
又称生态交错区或生态过渡带，是两个 或一个生态功能单位。
1902年，瑞士学者C．Schroter 首次提出了群落生态学(synecology)的概念，他认为，群落生态学是研究群落与环境相互关系的科学。
空间异质性(spa或tial h多ete个roge群nei落ty)：之群落间空(间或环境生中态各个地局部带性之质不间同的)的程度过。 渡区域。
香农—威纳指数包含两个因素：其一是种类数目；
P四i是、第群i落中组的•织个—体群—数影与落响该群样交落方错结总构个区的数因之是素比一值；个交叉地带或种群竞争的紧张地带。在这里，群 他认为任何一个落植物中群落种都的要经数历一目个从及先一锋阶些段到种相群对稳密定的度顶比级阶相段的邻演替群过落程。大。群落交错区种的数
基盖度是指植物基部的覆盖面积。对于草原群落，常以离地面1英寸 (2.54cm)高度的断面积计算；而对森林群落，那么以树木胸高 (1.3m处)断面积计算。基盖度也称真盖度。乔木的基盖度持称为 显著度。
〔3〕频度 频度〔frequency〕：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。 Raunkiaer频度定律：
度〕 所以在一个复杂的群落中，植物生长、发育的异时性会很明显地反映在群落结构的变化上。

6-3
3.2.2 群落的水平结构
镶嵌性（mosaic）
主要原因 ： （1）亲代的扩散分布习性 （2）环境的异质性 ：如不同底质的海滩、不 同土壤结构 （3）种间相互关系的作用 （4）人为影响
图3-1 陸地生物群落中水平格局的主要決定因素（Smith， 1980）
小群落：群落水平分划的基本结构单位， 反应了镶嵌性。在群落内，种类分布是不 均匀的，有的分散分布，有的又聚在一起 分布形成斑快，具有一定的独立性、完整 性。
Temperate Broadleaf Deciduous Forest
Taiga or Boreal Forest
Tropical dry forest—in Galapagos Islands During the wet and dry seasons
温 带 森 林
美 国 加 利 福 尼 亚
The thick bark of the cork oak of the Mediterranean region protects the tree from fire
北美红松林
Wood storage in a temperate forest in Alaska
阔 叶 林 ， 俄 国 西 伯 利 亚
藤壶(Balanus balanoides)和小藤壶(Chthamalus stellatus)的种间竞争。 在西北欧洲，这两种一般共同生活在同一岩礁型海岸，但大多数藤壶成体 生活在岸上较高处，而小藤壶成体在较低处。幼体小藤壶一般在海岸较低 处固着，但显然不能存活。在一次实验中，幼体小藤壶被保护起来，使其 不被藤壶个体窒息，它们存活、生长得很好。但是，在较高地带，小藤壶 不必竞争，因为藤壶不能在干燥环境中生存。这样，所观察到的分布模式 是由于竞争和环境忍受力的共同作用。

图6-1 群落沿环境梯度的分布
C、D、E为三个群丛；A、B为比群丛更高一级的群丛属； 其余为C、D、E内的群丛变型
图6-2 植物种沿环境梯度的分布
A、B、C为优势种
二、生物群落种类的组成
（一）物种组成的性质分析
物种组成是决定群落性质的最重要的因素，也是鉴别不同 群落类型的基本特征。分析物种组成，首先要选择样地来登记 群落的物种组成，然后可以根据各个种在群落中的作用来划分 群落成员型。对于群落的研究要涉及所有的生物成分几乎是不 可能的，一般只涉及某一类生物种群的集合，即当研究对象是 植物时，称为植物群落，是动物时称为动物群落。
伴生种 群落常见物种，与优势种伴生，不起主 要作用。
偶见种 在群落中出现频率很低，多半数量稀少。
（二）物种组成的数量特征和综合特征
1、种群的数量特征
密度 指单位面积或单位空间内的个体数
多度 是对物种个体数目多少的一种估测指标， 多用于群落内草本植物的调查
盖度 是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
2．MacArthur平衡说
岛屿上的物种数决定于物种迁入和灭亡 的平衡，这是一种动态平衡，不断地有物种 灭亡，也不断地由同种或别种的迁入而补偿 灭亡的物种。
岛屿生态理论对自然保护区的设计具有 指导意义。
MacArthur平衡说
– 岛屿上的物种数决定于物种的迁入和灭亡的平衡（图6-14） – 平衡说的内容
• 地下芽植物（或隐芽植物）：更新芽位于较深土层 或水中；
• 一年生植物：无休眠芽或更新芽，而是以种子过冬，
图6-4 Raunkiaer生活型图解
生长型
植物的很多形态特征都可以用于区分植物 的生长型，如植物的高大和矮小、木本和非木 本、常绿和落叶等。生长型也反映植物生活的 环境条件，相同的环境条件具有相似的生长型。

（3）同类相食(Cannibalism)是一种特殊捕食现象，即捕 食者与被食者属于同一种类，这种现象在海洋生物中 也是常见的。同类相食的生物学意义：保持种群稳定； 保证食物供应。
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（一）海洋动物摄食的基本类型和食性分化
动物食性的基本类型 1、按照食物的性质分：
种间关系主要表现在营养关系（即食物关
系）上，也表现在生存空间及其他方面的相互依 赖，相互上，如竞争及各种共生现象。
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种间关系的意义 群落中的种间关系把群落中各种生物联系
在一起，构成错综复杂的生命之网。群落中的
物种相互联系，相互作用，共同进化。
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3、冗余种：从群落中被去除时，它的功能作用可被其他物种所取
代而不会对群落的结构功能产生太大的影响，但并非真正的“多 余”。
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四、群落结构的季节动态
1、季节演替(seasonal succession) 很多海洋生物群落（特别是浮游生物）的种类组成
（主要是优势种）表现出季节性的特征，这种季节变化 叫季节演替。
动物食性的特化程度： 表示动物取食的食物种类的多少。取食
食物种类越少（狭食性动物stenophagous）， 其特化的程度就越高；取食的食物种类越多 （广食性动物euryphagous），食物的特化程度
就越不明显。
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动物食性的特化是其对生活条件和种间食物竞争的 适应，各有其优越性和局限性。
（2） 被食者的保护适应 机械保护：体表长刺、棘、毛等，乌贼的烟幕， 电鳐放电等； 化学保护：分泌毒素，例如许多海洋鱼类； 保护色：透明(水母类)、变色(适应环境，比目鱼)、 隐蔽色(与环境相同)、警戒色(热带毒鱼)； 拟态：体形与体色模仿环境和天敌； 假死：海参排脏、蟹类自切等。

2.(不定项选择题)下图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养(或饲养) 两种生物的实验结果,下列相关叙述错误的是( )
A.豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系可用图甲表示 B.噬菌体与细菌的种群数量变化关系可用图乙表示 C.甲、乙、丙表示的种间关系分别是互利共生、种间竞争、种间竞争 D.图丙中,实验初期种内互助与种间竞争并存,后期X的种内竞争加剧 答案:BC
【变式训练】 1.下列关于物种丰富度的说法,正确的是( ) A.一个池塘中鲫鱼的种群密度大于鲤鱼的种群密度,则此池塘中鲫鱼的 物种丰富度高于鲤鱼 B.甲池塘中鲫鱼的种群数量多于乙池塘,则甲池塘中鲫鱼的物种丰富度 高于乙池塘 C.一片森林中的物种数目多于一片草原,则该森林的物种丰富度高于该 草原 D.不同的群落,物种丰富度是定值 答案:C 解析:物种丰富度指的是群落中物种数目的多少,与种群数量、种群密度 无关,A、B项错误,C项正确;不同群落的丰富度是不同的,D项错误。
2.下图表示生物群落中的种间关系(捕食、种间竞争和互利共生),请据图 回答下列问题。
(1)①~④分别表示哪种种间关系? 提示:①④都表示种间竞争;②表示捕食;③表示互利共生。
(2)从两种生物的数量变化趋势看,哪种关系中一种生物数量增加(减少), 同时另一种生物数量也增加(减少)?它们是不是同步性地增加或减少?
3.实验流程 提出问题—如土壤中有哪些小动物?不同时间(白天和晚上)或不同空间 (如不同深度土层)的土壤中小动物类群的丰富度有何不同? ↓ 制订计划—包括步骤、时间、地点、内容、方法等 ↓
准பைடு நூலகம்:制作取样器,记录调查地点的地形和环
境的主要情况 ↓ 取样:选取取样地点,用取样器取土壤样本,并 标明取样地点、时间等 实施计划— ↓ 采集:用诱虫器或吸虫器从土壤样本中采集小动物

物种多样测度—丰富度指数

Gleason指数
群落中物种数目 单位面积
D=（S-1）／lnA

Margalef指数
群落中总物种数目
D=(S-1)／lnN
观察到的个体总数
物种多样测度—多样性指数

辛普生多样性指数(Simpson’s diversity index) 多样性指中的比例
第三篇 群落生态学
第一节 生物群落的组成与结构 第二节 生物群落的动态

第一节 生物群落的组成与结构
§1 生物群落的基本概念 §2 群落结构 §3 影响群落结构的因素

§1 生物群落的基本概念
生物群落的定义 群落的基本特征

生物群落的定义

群落（community）: 特定空间或特定生境下， 生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与 环境之间彼此影响，相互作用，具有特定的形 态结构与营养结构，执行一定的功能，这种多 种群的集合称群落。
基盖度：植物基部的覆盖面积。 相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。 盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。

频度：某个物种在调查范围内出现的频率。 高度和高度比：某种植物高度占最高物种的高度的百分比。 重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量点全 部物种重量的百分比。 体积：胸高断面积、树高、形数（可查获）三者的乘积。
综合数量指标
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）。 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％。

种的多样性

• 组成群落的物种越丰富，该群落调查取样的 最小面积相应也越大。如西双版纳热带雨林 取样的最小面积为2500 m2，北方针叶林为 400 m2，落叶阔叶林为100m2，灌丛草原为 25～100m2，草原为1～4m2。
在植物群落研究中，根据各个种在群落中 的作用而划分群落成员型。
• 常用的群落成员型有以下几类：
2. 层片结构
• 层片又称层群，是指由相同生活型或相似 生态需求的物种所组成的机能群落。
• 层片区分为三级：一级层片是一个群落中 一个种的各个体的总体；二级层片是一个 群落中属于同一生活型的不同种的个体的 总体；三级层片是不同生活型类群的不同 种的个体的总体。
• 显然，一级层片指的是种群，二级层片才 是通常所理解的层片，而三级层片指的是 植物群落。
• 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。
种的综合数量指标 • 重要值(important value)
•
重要值 (I.V.) = 相对密度 + 相对频度
第3章群落生态学
3. 1 生物群落概述
• 3. 1. 1 生物群落的定义
• 生物群落：特定时间和空间中各种生物种 群之间以及它们与环境之间通过相互作用 而有机结合的具有一定结构和功能的复合 体。
• 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。
竞争、捕食和生产力。这些因素可能同时影响群 落的物种多样性，并且彼此之间相互作用。
3. 2. 3 种间关联
• 如果两个种一起出现的次数高于期望值, 它 们就具有正关联；如果它们共同出现次数 少于期望值, 则它们就具有负关联。